第一章 植物昆虫基本知识
【学习目标】
通过学习,使学生了解昆虫在动物界中的分类地位。掌握昆虫的一般形态特征及其各部附器的构造、功能,昆虫的重要生物学特性与发展消长规律及其对害虫防治的意义,并能识别常见的园艺植物昆虫类群,了解昆虫发生与环境的关系,为进一步学习园艺植物害虫的防治方法打好基础。
第一节 昆虫的外部形态
昆虫是动物界无脊椎动物中最大的一个类群,已知昆虫的种类有100多万种,约占所有动物种类的80%,是影响地球生态的重要生物因素。
昆虫属于动物界节肢动物门昆虫纲,虽千姿百态,种类繁多,但在它们的成虫阶段都具有共同的基本外部形态特征。
昆虫的共同特征如下(图1-1):(1)体分头、胸、腹3个体段。(2)头部有1对触角、1对复眼、1~3个单眼。(3)胸部有3对胸足,一般还有2对翅。(4)腹部大多数由9~11节组成,末端有外生殖器。如蝗虫、蝴蝶、蜜蜂、蚂蚁、金龟甲、蝽象等都符合上述特征,所以都是昆虫。
节肢动物门包括6个纲,除昆虫纲外,还有多足纲、甲壳纲、蛛形纲、有爪纲和肢口纲,但人们经常见到的蛛形纲的蜘蛛和螨类,甲壳纲的虾、蟹类,多足纲的蜈蚣、马陆等则不是昆虫。
图1-1 蝗虫体躯构造
图1-2 节肢动物门各纲代表
只要掌握了昆虫的特征,就能把昆虫和其他近缘动物区别开。如蛛形纲的蜘蛛,体分头胸部和腹部,有4对足,无翅,无触角;甲壳纲的虾、蟹,体分头胸部和腹部,5对足,无翅;多足纲的蜈蚣、马陆,体分头部和胸腹部(胸部和腹部同形),身体各节都生有1对或2对足,无翅。由于这些近缘动物都不符合昆虫的特征,所以都不是昆虫,但它们都属于节肢动物(图1-2)。
节肢动物门的特征为:(1)身体分节,由一个一个的小环节组成。(2)有的体节上有成对分节的附肢。(3)外骨骼。
昆虫虽千姿百态,种类繁多,但由于对不同生活环境和生活方式长期适应的结果,其体躯发生了各种变异。尽管如此,其成虫的基本形态却是一致的。了解昆虫的外部形态、结构特征,是识别昆虫和治理害虫的基础。
一、昆虫的头部
昆虫的头部是昆虫身体的最前体段,以膜质的颈与胸部相连,头壳坚硬,通常着生1对触角、1对复眼、1~3个单眼和口器。因此,头部是昆虫感觉和取食的中心。
(一)头部的构造与分区
坚硬的头壳多呈半球形、圆形或椭圆形。在头壳形成过程中,由于体壁的内陷,表面形成许多沟缝,将头壳分成若干区。这些沟、区在各类昆虫中变化很大,每一小区都有一定的位置和名称,是昆虫分类的重要依据(图1-3)。
图1-3 蝗虫头部构造(仿周尧)
昆虫头部通常可分头顶、额、唇基、颊和后头五个区。头的前上方是头顶,头顶前下方是额(头顶和额的中间以“人”字形的头颅缝为界。头颅缝又称蜕裂线,是幼虫蜕皮时头壳裂开的地方)。额的下方是唇基,额和唇基中间以额唇基沟为界。唇基下连上唇,其间以唇基上唇沟为界。颊在头部两侧,其前方以额颊沟与额为界。头的后方连接一条狭窄拱形骨片的是后头,其前方与后头沟以颊为界。如果把头部取下,还可看到一个孔洞,这是后头孔,消化道、神经等都从这里通向身体内部。
(二)昆虫的头式(或口式)
在昆虫分类上经常要用到头式。依照口器在头部的着生位置和所指方向,可以将昆虫头的部分为三种形式(图1-4):
下口式 口器着生在头部下方,与身体的纵轴垂直,如蝗虫、黏虫等。具有这种头式的昆虫大多数适于在植物表面取食茎、叶,取食方式比较原始。
前口式 口器着生于头部的前方,与身体的纵轴成钝角或近乎平行,如步行虫、天牛幼虫等。具有这类头式的昆虫大多数适于捕食或钻蛀。
后口式 口器向后倾斜,与身体纵轴成锐角,不用时贴在身体的腹面,如蝽象、蝉等。具有这类头式的昆虫大多数适于刺吸植物或动物的汁液。
不同的头式反映了不同的取食方式,这是昆虫适应生活环境的结果。
图1-4 昆虫的头式
(三)昆虫头部的附器
1.昆虫的眼
眼是昆虫的视觉器官,它在取食、栖息、繁殖、避敌、决定行动方向等各种活动中起着很重要的作用。昆虫的眼有两类:复眼和单眼。
(1)复眼。昆虫有1对复眼,着生于昆虫头部的两侧,多为卵圆形或圆形。复眼由许多小眼组成,一般小眼呈六角形,小眼的数目在各类昆虫中变化很大,有1~28 000个不等。小眼的数目越多,复眼的呈相就越清晰。复眼能感受光的强弱、一定的颜色和不同的光波,特别是对于短光波的感受,很多昆虫反应强烈。复眼还有一定的辨别物相的能力,但只能辨别近处的物体。
复眼是昆虫的主要视觉器官,对于昆虫的取食、觅偶、群集、归巢、避敌等都起着重要的作用。这就是利用黑光灯诱虫效果好的道理。
(2)单眼。有些昆虫的成虫,除有1对复眼外,其头顶与复眼之间还生有3个单眼,排成倒三角形,有的则只有1~2个,还有的没有单眼,如盲蝽。单眼同复眼一样,也是昆虫的视觉器官,但只能感受光的强弱,不能辨别物相。单眼的有无、数目、排列和着生的位置是鉴别昆虫的重要特征。
图1-5 触角的基本构造(蜜蜂)
1.柄节 2.梗节 3.鞭节
2.昆虫的触角
(1)触角的构造和功能。绝大多数昆虫种类都有1对触角,着生在额区两侧,基部在一个膜质的触角窝内。昆虫的触角由柄节、梗节及鞭节三部分组成(图1-5)。
柄节 触角的第1节,通常短而粗,着生在头部的触角窝内。
梗节 触角的第2节,一般比较细小。
鞭节 梗节以后的各节通常称为鞭节。由许多亚节组成。亚节的数目和形状,随昆虫种类的不同而变化很大。
触角是昆虫的重要感觉器官,上面生有许多感觉器和嗅觉器(可以算是昆虫的“鼻子”),有的还具有触觉和听觉的功能。昆虫主要用它来寻找食物和配偶。一般近距离起接触感觉作用,决定是否停留或取食;远距离起嗅觉作用,能闻到食源气味或异性分泌的性激素气味,借此可找到所需的食物或配偶。如菜粉蝶凭着芥子油的气味找到十字花科植物;许多蛾类的雌虫分泌的性外激素,能引诱数里外的雄虫飞来交尾。
有些昆虫的触角还具有其他功能。如雄蚊触角的梗节能根据雌蚊飞翔时发出的音波找到雌蚊,雄芫菁的触角在交尾时能抱握雌体,水生仰泳蝽的触角能保持身体平衡,莹蚊的触角能捕食小虫,水龟虫的触角能吸收空气等。
(2)触角的类型。昆虫触角的类型很多,主要有以下几种(图1-6):
图1-6 昆虫触角的类型
丝状或线状 触角细长,圆筒形,除基部1、2节稍大外,其余各节的大小、形状相似,逐渐向端部缩小。如蝗虫、草蛉等。
刚毛状或刺状 触角很短,基部的1、2节粗大,其余的各节纤细似刚毛。如蜻蜓、叶蝉等。
念珠状 鞭节各亚节形如小珠,大小相似,整个触角像一串念珠。如白蚁、褐蛉等。
球杆状 鞭节端部数亚节膨大如球,其余各节细长如杆。如蝶类、蚁蛉等。
羽毛状 鞭节各节向两侧作细羽状突出,形似鸟羽。如蚕蛾、毒蛾等。
栉齿状 鞭节各亚节向一侧伸出枝状突起,整个触角似梳子。如雄性绿豆象等。
锯齿状 鞭节各亚节向一侧稍突出如锯齿,整个触角似锯条。如雌性绿豆象、叩头虫和锯天牛等。
锤状 基部各节细长如杆,鞭节端部数亚节突然膨大,整个触角较短,形似锤。如瓢虫、郭公虫和长角蛉等。
环毛状 鞭节各亚节环生一圈细毛,近基部的环毛较长,端部的较短。如雄性库蚊、摇蚊等。
具芒状 触角只有3节,即鞭节不分亚节。鞭节较粗大,上长刚毛或羽状毛,名为触角芒。此类触角为蝇类所特有。
鳃片状或鳃叶状 鞭节端部数亚节或鞭节各亚节向一面扩展成片状或叶片状,如鱼鳃状。此类触角为金龟子类所特有。
膝状 柄节细长,梗节短小,鞭节各节与柄节形成膝状曲折。如蜜蜂、象鼻虫等。
总之,昆虫触角是昆虫分类的常用特征,昆虫种类不同,触角样式也不一样。例如,具有鳃片状触角的,几乎都是金龟甲类;凡是具芒状的都是蝇类。此外,触角着生的位置、分节数目、长度比例,触角上感觉器的形状、数目及排列方式等,也常用于蚜虫、蜂等种类的鉴定。
利用昆虫的触角,还可区别害虫的雌雄,这在害虫的预测预报和防治策略上很有用处。例如,小地老虎雄蛾的触角是羽毛状,而雌蛾的则是丝状;雄性绿豆象的触角是栉齿状,而雌性绿豆象的则是锯齿状。如果诱虫灯下诱到的害虫多是尚未达到产卵程度的雌虫,那么及时预报诱杀成虫就可以预防虫害,这常用于测报分析虫情。
3.昆虫的口器
昆虫的口器是昆虫取食的器官。由于各类昆虫的食性不同、取食方式不一样,口器的构造也发生了相应的变化,形成了各种类型的口器,一般分咀嚼式和吸收式口器。咀嚼式口器是原始的形式,其他形式都是从这种口器演化而成。吸收式口器包括虹吸式、刺吸式、舐吸式、锉吸式、刮吸式等口器类型。有些昆虫的口器兼有咀嚼和吸收两种功能,被称为嚼吸式口器。
图1-7 蝗虫的咀嚼式口器
(1)咀嚼式口器。这类口器为取食固体食物的昆虫所具有,如蝗虫、甲虫等。其基本构造由五部分组成:上唇、上颚、下颚、下唇和舌(图1-7)。以蝗虫为例,了解咀嚼式口器的基本构造:
上唇 上唇是悬在头壳前下方的1个薄片,外面坚硬,内部柔软,具有味觉功能。
上颚 上颚在上唇的下方,是1对坚硬的齿状物,具有切齿叶和臼齿叶,能切断和磨碎食物。
下颚 下颚在上颚之后,左右成对,并可分成轴节、茎节、内颚叶、外颚叶和5节下颚须五个部分。下颚的作用是辅助上颚取食,下颚须具有嗅觉、味觉作用,用来感触食物。
下唇 下唇构成口器的底部,其构造与下颚相似,但已合并成1个愈合体,由后颏、前颏、侧唇舌、中唇舌和3节下唇须组成。其主要功能是托持食物,并有感觉作用。
舌 位于上、下颚之间,口器的中央,是一个袋形构造,后侧有唾腺开口,能帮助搅拌和吞咽食物。
咀嚼式口器害虫的为害状是:形成各种机械损伤。有的能把植物叶片咬成缺刻、穿孔或将叶肉吃去仅留下网状的叶脉,甚至全部吃光,如蝗虫、黏虫、毛毛虫等;有的钻蛀茎秆或果实而造成孔洞或隧道,如食心虫等;被害幼苗常咬断根茎,如蛴螬、蝼蛄等;有的还能钻入叶片上下表皮之间蛀食叶肉,如潜叶蝇、潜叶蛾等;还有吐丝卷叶在里面咬食的,如各种卷叶虫。
由于咀嚼式口器害虫是将植物组织切碎嚼烂后吞入消化道,因此可以用胃毒剂来毒杀,如将药剂喷施在食料植物上或做成诱饵,让其将药剂和食物一起吞入消化道而杀灭。
图1-8 蝉的头部和刺吸式口器
(2)刺吸式口器。这类口器为取食动植物体内液体食物的昆虫所具有,如蚜虫、蝉、蚊、臭虫等(图1-8)。它是由咀嚼式口器演变而来的。其构造特点是:上唇退化为三角形小片;上颚及下颚的一部分特化成细长的口针;下唇延长成收藏或保护口针的喙;食窦形成强有力的抽吸机构。
具有刺吸式口器的昆虫主要有半翅目、同翅目和双翅目的一部分成虫(蚊类)。
刺吸式口器害虫的为害状是:植物一般不造成破损,只在为害部位形成斑点,并随着植物的生长而引起各种畸形,如卷叶、虫瘿、肿瘤等,也有形成破叶的(如绿盲蝽刺吸葡萄嫩叶后,随着叶片长大在被害部分就裂开了,形成所谓的“破疯叶”)。此外,刺吸式口器害虫往往是植物病毒病害的重要传播者,它们的为害性有时更大。
由于刺吸式口器的害虫是将植物的汁液吸入消化道,因此可以用内吸性杀虫剂来防治这类害虫。
图1-9 鳞翅目成虫的虹吸式口器
(3)虹吸式口器。这类口器为鳞翅目成虫(蝶类和蛾类)所特有(图1-9)。它的主要特点是上唇和上颚退化,下唇呈片状,下唇须发达,由左、右下颚的外颚叶特化成1条能卷曲和伸直的喙,取食时可伸直吸吮花蜜。具这类口器的昆虫,除部分吸果夜蛾能为害近成熟的果实外,一般不会造成为害。
此外,昆虫的口器还有锉吸式口器(蓟马)、舐吸式口器(家蝇)、嚼吸式口器(蜜蜂)、刮吸式口器(虻)等。
二、昆虫的胸部
昆虫的胸部是昆虫身体的第2个体段,它由颈膜和头部连接。胸部由前胸、中胸和后胸3个体节组成。每个胸节的侧下方均有1对分节的胸足,依次是前足、中足和后足。在大多数种类中,中胸和后胸的背侧各有1对翅,分别称为前翅和后翅,因此中胸和后胸也被称为具翅胸节。足和翅是昆虫的主要运动器官,所以胸部是昆虫的运动中心。
(一)胸部的基本构造
昆虫胸部由于承受足的强大动力和配合翅的飞行动作,故体壁高度骨化,形成四块骨板:在上面的称为背板,在腹面的称为腹板,在两侧的称为侧板。这些骨板上还有内陷的沟,里面形成内脊,供肌肉着生。
昆虫胸部的肌肉也特别发达。胸部各节发达程度与足、翅的发达程度有关。如蝼蛄、螳螂的前足很发达,所以前胸比中、后胸发达;蝗虫、蟋蟀的后足善跳跃,因此后胸较为发达;蝇类、蚊类的前翅发达,所以它们的中胸特别发达。
(二)昆虫胸部的附器
1.胸 足
(1)胸足的构造。胸足是昆虫体躯上最典型的附肢,是昆虫行走的器官,由6节组成(图1-10)。
图1-10 昆虫足的基本构造
基节 基节是足和胸部连接的第1节,短而粗,着生于基节窝内。
转节 转节是胸足的第2节,通常为最小的1节,呈多角形,可使足在行动时转变方向。有些种类转节可分为两个亚节,如一些蜂类。
腿节 腿节一般最粗大,基部与转节固着在一起,端部同胫节相连,腿节的肌肉发达,适宜跳跃,如蝗虫。
胫节 胫节细长,与腿节成膝状相连,常具成行的刺和端部能活动的距。
跗节 跗节是足末端的几个小节,通常分成2~5个亚节。
前跗节 在跗节末端通常还有1对爪,称为前跗节。爪间的突起物称中垫;爪下的叫爪垫,爪和垫都是用来抓住物体的。
(2)胸足的类型。由于各类昆虫的生活习性不同,胸足发生种种特化,形成不同功能的类型(图1-11)。
步行足 这是最普通的一种。足较细长,各节不特化,适于行走。如步行虫、蝽等。
跳跃足 腿节特别发达,胫节细长。适宜跳跃,跳动前,胫节折贴于腿节下,然后突然伸直,使虫体弹跳起来。如蝗虫、蟋蟀等的后足。
捕捉足 基节延长,腿节的腹面有一沟槽,胫节可以折嵌其内,好像一把折刀,可用来捕捉其他昆虫。如螳螂、猎蝽等的前足。
开掘足 胫节宽扁,外侧具齿,跗节呈铲状,可用来掘土。如蝼蛄、金龟子等的前足。
携粉足 胫节宽扁,向外的一面光滑略凹,边缘有长毛,形成一个可以携带花粉的容器,称此为花粉篮;第1跗节也特别膨大,内侧有很多列横排的刚毛,可用来梳集粘在体毛上的花粉。如蜜蜂的后足。
游泳足 足扁平,有长的缘毛,利于划水。此为水生昆虫所具有,如龙虱、松藻虫等的后足。
抱握足 跗节特别膨大,上面有吸盘状构造,用于交配时抱持雌虫。如龙虱雄虫的前足。
攀援足 跗节只1节,前跗节变为一钩状的爪,胫节肥大,外缘有一指状突起,当爪内缩时可与此指状物紧接,形成钳状,便于夹住毛发。为外寄生于人及动物毛发上的虱类所具有。
胸足的类型除在分类上常用到外,还可以用来推断昆虫的栖息场所和取食方式等。如具有捕捉足的为捕食性昆虫;具携粉足的可以取食花粉和花蜜;具开掘足的为土栖。因此,足的类型可作害虫防治和益虫保护上的参考。
图1-11 昆虫足的类型
2.翅
翅是昆虫的飞翔器官。昆虫纲除少数种类外,绝大多数到成虫期都有两对翅。翅对于昆虫觅食、求偶、营巢、育幼和避敌等非常有利。
有些种类的昆虫只有一对翅,后翅特化成平衡棒(如双翅目成虫和雄蚧等),用于飞行时维持身体平衡。有些种类的昆虫翅已退化或完全无翅;有些无翅的只限于一性,如枣尺蠖雌成虫、雌蚧等无翅;有些只限于种的一些型,如白蚁、蚂蚁的工蚁和兵蚁都无翅;有些则只限于一个时期或一些世代,如在植物生长季为害的若干代的无翅蚜等。此外,还有些种类有短翅型和长翅型之分,如稻褐飞虱等。
图1-12 昆虫翅的分区和各部分名称
(1)翅的形状。翅一般呈三角形,有三个边,三个角。前面的边称为前缘,后面的边称为后缘或内缘,两者之间的边即外面的边称为外缘。前缘与胸部间的角称为肩角,前缘与外缘间的角称为顶角(又叫翅尖),外缘与内缘间的角称为臀角(图1-12)。此外,昆虫的翅面还有褶纹,从而把翅面划分为几个区。如从翅基到翅的外方有一条臀褶,因而把翅前部划分为臀前区,是主要纵脉分布的区域;臀褶的后方为臀区,是臀脉分布的区域。有时在翅基后方,还有基褶划出腋区,轭褶划出轭区。总之,褶纹可以增强昆虫飞行的力量。
(2)翅的构造与脉相。翅上有许多起骨架支撑作用的翅脉。翅脉在翅上的数目和分布形式称为脉序或脉相。不同类群的昆虫脉序有一定的差异,而同类昆虫的脉序又相对稳定和相似。所以,脉序是研究昆虫分类和系统发育的依据。为了便于比较研究,人们对现代昆虫和古代化石昆虫的翅脉加以分析比较、归纳、概括出模式脉相,作为鉴别昆虫脉序的科学标准。
翅脉可以分为纵脉[前缘脉(C)、亚前缘脉(Sc)、径脉(R)、中脉(M)、肘脉(Cu)、臀脉(A)、轭脉(J)]和横脉[肩横脉(h)、径横脉(r)、分横脉(s)、径中横脉(r-m)、中横脉(m-m)、中肘横脉(m-Cu)]两类(图1-13)。纵脉是从翅基部伸到边缘的脉;横脉是横列在两纵脉之间的短脉。
图1-13 昆虫翅的模式脉相图
(3)翅的类型及其质地。昆虫的翅一般是膜质,但各类昆虫为适应特殊的生活环境,翅的功能有所不同,因而在形态上发生了各种变异,最常见的有以下几种(图1-14):
图1-14 昆虫翅的类型
膜翅 翅膜质透明,翅脉明显。如蜂类、蝇类的翅。
覆翅 翅加厚变为革质,栖息时覆盖于后翅上面,但翅脉仍保留着。如蝗虫和蟋蟀类的前翅。
鞘翅 翅骨化坚硬如角质,翅脉消失,栖息时两翅相接于背中线上。如各类甲虫的前翅。
半翅或半鞘翅 翅的基部加厚革质,端部为膜质。如蝽象类的前翅。
鳞翅 翅膜质,但翅面覆盖很多鳞片。如蛾蝶类的翅。
毛翅 翅膜质,但翅面上有很多细毛。如石蛾的翅。
缨翅 翅膜质狭长,前后缘具有很长的缨毛。如蓟马的翅。
平衡棒 翅退化为小型棒状体,飞行时有保持身体平衡的作用。如蚊、蝇类的后翅。
(4)翅的连锁。很多昆虫的前后翅,借各种特殊构造相互连锁在一起,以增强飞行的效力。这种连锁构造统称为翅的连锁器。常见的连锁器主要有翅轭、翅缰和翅钩等(图1-15)。
图1-15 翅的连锁器
三、昆虫的腹部
昆虫的腹部是昆虫身体的第三个体段,前端与胸部紧密相接,后端有肛门和外生殖器等。腹部内包有大部分内脏和生殖器官,所以腹部是昆虫新陈代谢和生殖的中心。
图1-16 昆虫腹部的基本构造
(一)腹部的构造
腹部一般呈长筒形或椭圆形,由9~11节组成,除末端有外生殖器和尾须外,一般无附肢。腹部的构造比较简单,只有背板和腹板,两侧为侧膜,而无侧板。腹部的节间膜发达,即腹节可以互相套叠、伸缩弯曲,以利于交配产卵、羽化、呼吸、蜕皮等活动。
腹部1~8节两侧各有气门(气门是体壁内陷的开口,圆形或椭圆形) 1对,用以呼吸。有些种类在末节背部有1对须状的构造,称为尾须。尾须是末节未完全退化的附肢,具有感觉功能(图1-16)。尾须在各类昆虫中变化很大,分节、不分节或消失,在分类上常用到。
(二)腹部的附肢
1.外生殖器
外生殖器是交配和产卵的器官。
(1)雄性外生殖器。雄虫的外生殖器称为交配器(图1-17),交配器主要包括阳具和抱握器。交配器的构造比较复杂,具有种的特异性,以保证自然界昆虫不能进行种间杂交,在昆虫分类上常用作种和近缘类群鉴定的重要特征。
(2)雌性外生殖器。雌虫外生殖器称为产卵器(图1-18),由2~3对瓣状的构造组成。在腹面的称为腹产卵瓣,在内方的称为内产卵瓣,在背方的称为背产卵瓣,如螽斯的雌性产卵器。产卵器的构造、形状和功能,在各类昆虫中变化很大。有的种类并无特别的产卵器,直接由腹部末端几节伸长成一细管来产卵,如鳞翅目、双翅目、鞘翅目等的雌虫即属此类;有的种类产卵器已不再用来产卵,而特化成螯刺,用以自卫或麻醉猎物,如蜜蜂、胡蜂、泥蜂、土蜂等蜂类即属此类;还有些种类利用产卵器把植物组织刺破将卵产入,给植物造成很大的伤害,如蝉、叶蝉和飞虱等。这些变化在分类上也是常用到的特征。
图1-17 雄性外生殖器的构造
图1-18 雌性产卵器的构造
2.尾 须
尾须是着生于腹部第11节两侧的1对须状物,分节或不分节,长短不一,具有感觉作用。有些昆虫的尾须很长,如蟋蟀、蝼蛄、蚱蜢等;有的昆虫无尾须,如蝶、蛾、蝽象、甲虫等。
四、昆虫的体壁
体壁是昆虫骨化了的皮肤,包在昆虫体躯的外围,具有与高等动物骨骼相似的作用,所以称为“外骨骼”。
(一)体壁的功能
体壁具有如下功能:
第一,构成昆虫身体外形,并供肌肉着生。
第二,对昆虫起着保护作用。一方面是防止体内水分过度蒸发,这对陆生昆虫维持体内水分平衡是十分重要的;另一方面是防止外来物的侵入,如病原微生物和杀虫剂等的侵入,这对于我们施用杀虫剂时是必须注意的。
第三,上面有许多感觉器官,是昆虫接受刺激并产生反应的场所。
第四,由它形成的各种皮细胞腺起着特殊的分泌作用。
第五,还可以起着一定的呼吸和排泄作用(一些昆虫主要靠体壁进行呼吸和排泄)。
(二)体壁的基本构造
昆虫体壁是由胚胎发育时期的外胚层发育而形成的,它由三层组成。由里向外看,包括底膜、皮细胞层和表皮层。皮细胞层和表皮层是体壁的主要组成部分,皮细胞层是一层活细胞,而表皮层又是皮细胞层所分泌的,是非细胞性物质。体壁的保护作用和特性大都是由表皮层形成的(图1-19)。
图1-19 昆虫体壁的构造及其附属物
1.底 膜
底膜为紧贴于皮细胞层下的一层薄膜,由表皮细胞分泌而成。
2.皮细胞层
这是由一单层连续的细胞组成的,它是体壁中唯一的活组织,主要由具有分泌功能的一般皮细胞组成。此外,还有一些特化了的皮细胞,如刚毛、鳞片、感觉器、腺体等。在昆虫生长期(如幼虫期),特别是在新表皮形成时,皮细胞层很发达,但到了成虫期,一般退化成一薄层。皮细胞层的主要功能是分泌表皮层和蜕皮液,以控制昆虫脱皮,还可以修补伤口等。特化的皮细胞层则具有特殊的功能,如感觉器具有感觉功能;腺体具有特殊的分泌功能,如唾腺分泌唾液,丝腺分泌丝,毒腺分泌毒汁,蜡腺分泌蜡液,臭腺分泌臭液等等。
3.表皮层
表皮层是由皮细胞层向外分泌而成的,结构复杂,也是影响杀虫剂作用最大的一层。表皮层不仅覆盖虫体的整个表面,还覆盖着前后肠、气管、生殖管道等的内壁。它具有许多特性,如坚硬性、不透性和弹性等。体壁的骨骼支撑作用和保护作用就是由表皮层形成的。表皮层由许多层次组成,从里向外可以分成内表皮、外表皮和上表皮三层。
(1)内表皮。它是表皮层中最厚的一层,质地柔软而富有延展性,主要含有蛋白质和几丁质。
(2)外表皮。它由内表皮硬化而来,是表皮层中最坚硬的层次,主要化学成分是骨蛋白、脂类和几丁质。
(3)上表皮。它是表皮层中最外的一层,也是最薄的一层,但构造复杂。它几乎覆盖着整个虫体的表面,还包括前肠、后肠、气管、微气管等的内壁。它由不同层次组成,一般从里向外又可分为壳质层(脂腈层或角质精层)、蜡层和护蜡层三层,有些昆虫在壳质层和蜡层间还有多元酚层。由于蜡质层分子作紧密的定向排列,可以防止水分外逸和内渗,使体壁具有不透性。壳质层质硬而有色,主要成分是脂蛋白和鞣化蛋白。多元酚层的主要成分为多元酚。护蜡层在蜡层之外,极薄,含有拟脂类和蜡质,有保护蜡层的作用。
(三)体壁的特性
从昆虫体壁的构造可以看出,体壁有三个主要特性,即延展性、坚硬性和不透性。昆虫体壁含有蜡质,因此具有疏水性,能阻止病原微生物和杀虫剂的侵入。生产上在杀虫剂中加入对蜡层有溶解作用的溶剂,或在粉剂中选用对蜡层有破坏作用的惰性粉作为填充剂,都能破坏昆虫体壁的不透性,从而提高药剂的杀虫效果。
(四)体壁的衍生物
由于昆虫对不同生活条件的适应,在体壁上还发生一些特化现象,大致可以分成外长物和皮细胞腺两类。
1.外长物
体壁常自外突出或向内凹入,形成体壁的外长物,如刚毛、毒毛、刺、距、鳞片等。外长物可分为非细胞性突起、单细胞性突起和多细胞性突起三类。
2.皮细胞腺
昆虫身体上某些地方的皮细胞特化为某种腺体,有一定的分泌作用。常见的皮细胞腺有:唾腺、丝腺、蜡腺、毒腺、臭腺、胶腺、脱皮腺及性引诱腺等,这些腺体统称为皮细胞腺。
第二节 昆虫的生物学特性
昆虫的生活、繁殖和习性行为,是在长期演化过程中逐渐形成的。昆虫的种类不同,它的生活和习性也不一样,了解其生活方式和习性行为,对于害虫我们可以找出它们生命活动中的薄弱环节予以控制,而对于益虫则可以进行人工保护、繁殖和利用。
一、昆虫的繁殖方式
昆虫种类多,数量大,这与它的繁殖特点是分不开的。主要表现在繁殖方式的多样化、繁殖力强、生活史短和所需的营养少等方面。
(一)两性生殖
昆虫绝大多数是雌雄异体,通过两性交配后,精子与卵子结合,由雌性将受精卵产出体外,每粒卵发育为一个子代。这种繁殖方式称为两性卵生生殖,是昆虫繁殖后代最普遍的方式,如蝗虫、蝶类等。
(二)孤雌生殖
孤雌生殖又称单性生殖,指的是卵不经过受精就能发育成新的个体。有些昆虫完全或基本上以孤雌生殖进行繁殖,这类昆虫一般没有雄虫或雄虫极少。另外,一些昆虫是两性生殖和孤雌生殖交替进行,故称异态交替,如蚜虫的孤雌生殖和两性生殖随季节变化交替进行。
(三)卵胎生
卵胎生是指卵在母体内孵化,直接从母体产出幼虫或若虫的生殖方式。如蚜虫在进行孤雌生殖的同时又进行卵胎生,所以也被称为孤雌胎生生殖。卵胎生能对卵起保护作用。
(四)幼体生殖
少数昆虫,母体尚未达到成虫阶段还处于幼虫时期,就进行生殖,这种生殖方式称为幼体生殖,又称为童体生殖,如瘿蚊、摇蚊等。凡进行幼体生殖的,产下的都不是卵,而是幼虫,故幼体生殖可以看成是卵胎生的一种方式。
(五)多胚生殖
多胚生殖是指由一个卵发育成两个到几百个甚至上千个胚胎,每个胚胎发育成一个新个体的生殖方式。这种生殖方式是一些内寄生蜂类所具有的。多胚生殖是对活体寄生的一种适应,可以利用少量的生活物质和较短的时间繁殖较多的后代个体。
除两性生殖外,孤雌生殖、卵胎生、幼体生殖和多胚生殖均属特异生殖。
二、昆虫的变态
昆虫从卵中孵化后,在生长发育过程中要经过一系列外部形态和内部器官的变化,才能转变为成虫,这种现象称为变态。
按昆虫发育阶段的变化,变态可分为完全变态和不完全变态两大类(图1-20)。
图1-20 主要变态类型
1.不完全变态(蝉):(1)产在植物组织内的卵 (2)若虫 (3)成虫
(一)不完全变态
不完全变态是指昆虫一生只经过卵、若虫、成虫三个虫期。若虫与成虫的外部形态和生活习性很相似,仅个体大小、翅及生殖器官发育程度不同,若虫相当于幼虫,如蝗虫、蟋蟀、蝽象、蚜虫等。蜻蜓也是不完全变态类型,因其幼虫营水生生活,在体形、呼吸、取食、行动等器官方面均有不同程度的特化,成虫与幼虫外形迥然不同,这是不完全变态中的半变态类型,它的幼虫称为“稚虫”。不完全变态中,有些昆虫在从幼虫转为成虫前期时,有一个不食不动的类似蛹期的时期,这种变态称为过渐变态,如缨翅目的蓟马、同翅目的粉虱。
(二)完全变态
完全变态是指昆虫的一生经过卵、幼虫、蛹、成虫四个虫期,其幼虫与成虫在形态上和生活习性上完全不同,如金龟子、蛾、蝶、蝇、蚊等。在完全变态中有些昆虫的幼虫各龄之间生活方式迥然不同,相应的外部形态也有极大的差别,这种比完全变态更为复杂的变态类型称为复变态,如芫菁等。
三、昆虫的个体发育
昆虫的个体发育可以分为两个阶段:
第一阶段在卵内进行至孵化为止,称为胚胎发育。除了孤雌生殖外,昆虫的胚胎发育都必须是卵经过受精后才开始进行。进入卵孔的精子通常不止一个,而是几个至几十个,但只有其中一个与卵核结合,开始其胚胎发育。
第二阶段是从卵孵化后开始到成虫性成熟为止,称为胚后发育。昆虫的胚后发育是胚胎发育的继续。胚后发育所需要的时间因昆虫种类的不同而不同,可以从几天(如很多蝇类)到几年(如一些叩头虫、天牛、金龟子),甚至可长达十余年(如17年蝉)。但多数昆虫的胚后发育期为数周或数年,只是遇有休眠或滞育的,才长达数月。
(一)卵 期
卵从母体产下到孵化为止,称为卵期。卵是昆虫胚胎发育的时期,也是个体发育的第一阶段,昆虫的生命活动从卵开始。
图1-21 昆虫卵的基本构造
1.精孔 2.卵壳 3.细胞核 4.卵黄膜
1.卵的结构
昆虫的卵是一个大型细胞,最外面包着一层坚硬的卵壳,表面常有特殊的刻纹;其下为一层薄膜,称卵黄膜,里面包有大量的营养物质———原生质、卵黄和卵核。卵的顶端有一个至几个小孔,是精子进入卵子的通道,称为卵孔或精孔(图1-21)。
2.卵的形状及产卵方式
各种昆虫的卵,其形状、大小、颜色各不相同。卵的形状一般为卵圆形、半球形、圆球形、椭圆形、肾脏形、桶形等(图1-22);最小的卵直径只有0.02mm,最长的可达7mm。产卵方式和产卵场所也不同,有一粒一粒的散产,有的块产;有的卵块上还盖有毛、鳞片等保护物,或有特殊的卵囊、卵鞘。产卵的场所一般在植物上,但有的也产在植物组织内,或产在地面、土层内、水中及粪便等腐烂物内(图1-23)。
了解昆虫卵的形状,产卵习性和产卵场所,对识别、调查及虫情估计等方面有十分重要的意义。如生产中可结合农事操作,摘除甘蓝夜蛾的卵块等,是有效控制害虫的一种措施。
图1-22 昆虫卵的类型
1.长茄形(飞虱) 2.袋形(三点盲蝽) 3.半球形(小地老虎) 4.肾脏形(蝗虫) 5.球形(甘薯天蛾) 6.篓形(棉金刚钻) 7.椭圆形(棉蚜)
图1-23 害虫产卵的方式和场所
1~6聚产: 1.产在叶面被有绒毛(三化螟) 2.产在叶面,排成鳞状(二化螟)
3.卵的发育和孵化
胚胎发育完成后,幼虫从卵中破壳而出的过程称为孵化。孵化时幼虫用上颚或特殊的破卵器突破卵壳。一般卵从开始孵化到全部孵化结束,称为孵化期。有些种类的幼虫初孵化后有取食卵壳的习性。卵期长短因昆虫种类、季节及环境不同而异,一般短的只有1~2天,长的可达数月之久。
对害虫来说,从卵孵化为幼虫就进入了为害期,因此消灭卵是一项重要的为害防治措施。
(二)幼虫期
幼虫或若虫破壳而出的过程叫孵化。昆虫自卵孵化出即进入幼体期。无论若虫或幼虫,都是昆虫生长发育的时期,均需要大量取食,以惊人的速度增大体积并蜕皮,才能转化为成虫或蛹。因为昆虫是外骨骼动物,体壁坚硬限制了它的生长,所以幼虫到一定程度必须将束缚过紧的旧表皮蜕去,重新形成新的表皮,才能继续生长,这种现象称为蜕皮。蜕下的旧皮称为虫蜕。
昆虫在蜕皮前后不食不动,特别是刚蜕皮及新表皮未形成前,抵抗力很差,是利用药剂触杀的较好时机。幼虫每蜕皮1次,虫体的重量、体积都显著增大,食量也增加,形态上也发生相应的变化。从卵中孵化出来的幼虫,称第1龄,经过第一次蜕皮后的幼虫称第2龄,依此类推。两次蜕皮之间的时期称为龄期。
图1-24 全变态昆虫幼虫的类型
1.原足型 2.无足型 3~4寡足型 5.多足型
昆虫蜕皮的次数和龄期的长短,因种类及环境条件不同而不同。一般幼虫蜕皮4或5次。在2、3龄前,活动范围小,取食量很少,抗药能力很差;生长后期,则食量骤增,常暴食成灾,而且抗药力增强。所以,防治常要求将昆虫消灭在3龄前,此时可收到理想的防治效果。
完全变态昆虫的幼虫期,虫体构造、体色、外形和生活方式等都与成虫截然不同。其共同特点是体外无翅,根据足的数量可分为以下四种类型(图1-24):
原足型 幼虫只具少数体节,腹部尚未分节,胸足和附肢只是简单的突起。如寄生蜂类的早龄幼虫。
无足型 幼虫完全无足。多生活在食物易得的场所,行动和感觉器退化。如蚊、蝇类和象甲的幼虫。
寡足型 幼虫只具有3对发达的胸足,无腹足。头发达,咀嚼式口器。有的行动敏捷,如步甲、瓢虫、草蛉及金针虫的幼虫;有的行动迟缓,如金龟甲的幼虫蛴螬等。
多足型 幼虫除具有3对胸足外,还有腹足。头发达,咀嚼式口器,腹足的数目随种类不同而异。如鳞翅目的蛾蝶类有腹足2~5对,腹足端还有趾钩;叶蜂幼虫有6~8对腹足,无趾钩。
(三)蛹 期
蛹期是完全变态昆虫特有的发育阶段,也是幼虫转变为成虫的过渡时期。末龄幼虫蜕去最后一次皮变为蛹的过程称为化蛹。蛹表面不食不动,也很少主动移动,缺少防御和躲避敌害的能力,但其内部进行着分解旧器官,组成新器官的剧烈新陈代谢活动。要求相对稳定的环境来完成自身的转变过程,因此,老熟幼虫在化蛹前要寻找适当的庇护场所,如潜藏于树皮下、砖石缝内、土中、地被物下,或包被于丝茧内。所以,蛹期是昆虫生命活动中的薄弱环节,易受损害。了解这一生理特性,就可利用这个环节来消灭害虫和保护益虫。如耕翻土地、地面灌深水等都是有效的灭蛹措施。
图1-25 全变态昆虫蛹的类型
1.被蛹 2.离蛹 3.围蛹
根据各种昆虫蛹的形态不同,可将蛹分为三种类型(图1-25):
离蛹(裸蛹) 触角、足和翅等附肢与蛹体分离,可以活动,而腹节间也能活动。如金龟子、蜂类及草蛉的蛹。
被蛹 触角、足和翅等附肢紧贴在蛹体上,表面只能隐约见其形态,多数蛹的腹节不能活动。如蛾蝶类的蛹。
围蛹 蛹体被幼虫最后蜕下的皮所形成的外壳包围,里面是离蛹。这是蝇类、虻类以及一些蚧类、捻翅类的雄虫所特有的蛹。
(四)成虫期
成虫是昆虫个体发育的最后阶段,主要是交配产卵,繁殖后代,因此,成虫期本质上是昆虫的生殖期。
1.成虫羽化及补充营养
不完全变态昆虫的若虫和完全变态昆虫的蛹脱去最后一次皮变为成虫的过程,称为羽化。有些老熟幼虫化蛹于植物茎秆中,往往在化蛹前先留下羽化孔以利于成虫羽化后从此孔飞出;化蛹于土室内的则常常留有羽化道,以利于成虫由此道钻出。有些昆虫羽化后,性器官已经成熟,不需取食即可交尾、产卵,这类成虫的口器往往退化,寿命很短,只有几天,甚至几小时,如蜉蝣就是“朝生暮死”。这类成虫本身无为害性或为害不大。大多数昆虫羽化为成虫后,性器官并未同时成熟,需要继续取食,进行补充营养,使性器官成熟,才能交配产卵,这种成虫期的营养称为补充营养。由于补充营养的需要,这类昆虫的成虫往往造成为害。有些昆虫性发育必须有一定的补充营养,如蝗虫、蝽象等;有些成虫没有取得补充营养时,也可以交配产卵,但产卵量不高,而取得丰富的补充营养后,就可大大提高繁殖力,如黏虫、地老虎等。了解昆虫对补充营养的需要,对预测预报和设置诱集器等都是重要的依据。
2.产卵前期及产卵期
成虫由羽化到产卵的间隔时期,称为产卵前期,各类昆虫的产卵前期常有一定的天数,但也受环境条件的影响。多数昆虫的产卵前期只有几天或十几天,诱杀成虫应在产卵前期进行,效果比较好。从成虫第一次产卵到产卵终止的时期称为产卵期。产卵期短的有几天,长的可达几个月。
图1-26 昆虫的性二型现象(锹形虫)
1.雄性 2.雌性
3.性二型及多型现象
一般昆虫的雌、雄个体外形相似,仅外生殖器不同,称为第一性征。有些昆虫雌、雄个体除第一性征外,在形态上还有很大的差异,称第二性征。这种现象称为雌、雄二型或性二型。如介壳虫、枣尺蠖等的雄虫有翅,雌虫则无翅;鞘翅目锹形虫科雄虫的上颚远比雌虫发达;犀金龟科的一种金龟子(独角仙),雄虫的头部有突起,雌虫的无突起(图1-26)。此外,有些同种昆虫具有两种以上不同类型的个体,不仅雌雄间有差别,而且同性间也不同,称为多型现象。如蚜虫类,特别是蜜蜂、蚂蚁和白蚁等昆虫多型现象更为突出(图1-27)。了解成虫雌、雄形态上的变化,掌握雌、雄性比数量,在预测预报上很重要。
图1-27 白蚁的多型现象
1.工蚁若虫 2.工蚁 3.兵蚁 4.生殖蚁若虫 5.蚁后 6.有翅生殖蚁
四、昆虫的季节发育
昆虫在自然界中的生活是具有周期性节律的,即一种昆虫一年中总是在较适宜的温度及食物等外界条件下,才能生长、发育和繁殖。在不具备这些条件的时候如寒冷的冬季,就停止发育,并以一定的虫期度过不利的季节。次年,当适合其发育的条件出现时,昆虫又开始了这一年的生长、发育和繁殖。这种生活周期的节律性是昆虫在长期的演化过程中,对环境条件和季节变化适应的结果。
(一)昆虫的世代与年生活史
1.世 代
昆虫自卵或幼体产下到成虫性成熟为止的个体发育史,称为一个世代或简称一代。
各种昆虫世代的长短和一年内世代数各不相同。有一年一代的,如天幕毛虫等;有一年多代的,如蚜虫等;有数年一代的,如天牛等。昆虫世代的长短和在一年内发生的世代数,受环境条件和种的遗传性影响。有些昆虫世代的多少受气候(主要是温度)的影响,它的分布地区越向南,一年发生的代数越多,如黏虫在华南一年发生6~8代,在华北发生3~4代,到东北北部则发生1~2代;有时同种昆虫在同一地区不同年份发生的世代数也可能不同,如东亚飞蝗在江苏、安徽一般一年发生2代,而1953年因秋后气温高则发生了3代;有些昆虫一年内世代的多少完全由遗传特性所决定,不受外界条件的影响,如天幕毛虫,不论南方、北方都是一年一代,即使气温再适合也不会发生第2代。
一年数代的昆虫,由于成虫发生期长和产卵先后不一,同一时期内,前后世代常混合发生,造成上、下世代间重叠的现象,称为世代重叠。也有的昆虫在一年中的若干世代间,存在着生活方式甚至生活习性的明显差异,通常总是两性世代与若干代孤雌生殖世代相交替(如蚜虫),这种现象称为世代交替。
根据发生学的观点,计算昆虫世代以卵期为起点,一年发生多代的昆虫,依先后出现的次序称第1代、第2代……凡是上一年未完成生活周期,第2年继续发育为成虫的,都不能算是第2年的第1代,而是上年最后1代的继续,一般称为越冬代。由越冬代成虫产的卵称为第1代卵,由此发育的幼虫等虫态,分别称为第1代幼虫等,由第1代成虫产下的卵则称为第2代卵,其他各代依此类推。
2.年生活史
昆虫由当年的越冬虫态开始活动,到第二年越冬结束为止的一年内的发育史,称为年生活史,简称生活史。昆虫生活史的基本内容,包括越冬、越夏虫态和栖息场所。昆虫的生活史可用文字记载,也可用图解的方式加以说明。在制作生活史图解时,也可把寄主植物的生长发育阶段、各时期所采用的防治措施等一起并列在表中(表1-1)。
表1-1 黄杨绢野螟年生活史
注:·代表卵;-代表幼虫;(一)代表越冬幼虫;△代表蛹;+代表成虫。引自汪廉敏等《黄杨绢野螟的为害及防治》,《植物保护》1988年。
各种昆虫由于世代长短不同,各发育阶段的历期也有很大的差异,同时其为害习性、栖息和越冬、越夏场所也都不一样。因此,它们在一年中所表现的活动规律各不相同。掌握昆虫详细的年生活史,就能清楚其来龙去脉和为害特点;分析和掌握其生活史中的薄弱环节,开展准确的防治;同样也可开展有效的益虫利用。因此,研究昆虫的年生活史,是实现“预防为主,综合防治”植保方针的基础。
(二)昆虫的休眠与滞育
昆虫或螨类在一年生长发育过程中,常常有一段或长或短的不食不动、停止生长发育的时期,这种现象称为停育。根据停育的程度和解除停育所需的环境条件,可分为休眠和滞育两种状态。
1.休 眠
休眠是昆虫为了安全度过不良环境条件(主要是低温或高温)而处于不食不动、停止生长发育的一种状态。不良环境一旦解除,昆虫可以立即恢复正常的生长发育。很多昆虫都可以进行休眠。
冬季的低温,使许多昆虫进入一个不食不动的停止生长发育的休眠状态,以安全度过寒冬。这种现象称为越冬。昆虫越冬前往往做好越冬准备,以幼虫越冬为例,它们在冬季到来前就大量取食,积累体内脂肪和糖类,寻找合适的越冬场所,并常以抵抗力较强的虫态越冬,以减少过冬时体内能量的消耗。
夏季的高温引起某些昆虫的休眠,这种现象称为越夏。如蝼蛄常在夏季蛰于深土层越夏。
2.滞 育
某些昆虫在不良环境条件远未到来之前就进入了停育状态,纵然给予最适宜的环境条件也不能解除,必须经过一定的环境条件(主要是一定时期的低温)的刺激才能打破停育状态。这种现象称为滞育。引起滞育的环境条件主要是光周期(指每24小时内的光照时数),而不是温度。它反映了种的遗传特性。具有滞育特性的昆虫都有各自的固定滞育虫态,如天幕毛虫以卵滞育。
五、昆虫的主要习性
由于外界环境的刺激与生理状态的复杂联系,昆虫获得了各种赖以生存、繁衍和行为等生物学特性,这种特性称为昆虫的习性。它包括昆虫的活动和行为。昆虫的主要习性有趋性、食性、群集性、迁移性以及自卫习性等。了解害虫的习性,掌握它的特点和弱点,有利于控制其发生为害,以及利用某些习性进行测报和防治。
(一)趋 性
趋性是昆虫接受外界环境刺激的一种反应。对于某种外界刺激,昆虫非趋即避。趋向刺激的称为正趋性;避开刺激称为负趋性。按照刺激物的性质,可将趋性分为许多种。
1.趋光性
昆虫对于光源的刺激,多数表现为正趋性,即有趋光性,如蛾类、蝶类等。另有些却表现为背光性,如臭虫、米象、跳蚤等。不论趋光或背光,都是通过昆虫视觉器官(眼)而产生的反应。
很多昆虫,特别是大多数夜出活动的种类,如蛾类、蝼蛄以及叶蝉、飞虱等都有很强的趋光性。但各种昆虫对光波的长短、强弱反应不同,一般趋向于短光波,这就是利用黑光灯诱集昆虫的依据。
昆虫的趋光性受环境因素的影响很大,如温度、雨量、风力、月光等。当低温或大风、大雨时,往往趋光性减低甚至消失;在月光很亮时,灯光诱集效果较好。
雌雄两性的趋光性往往也不同。有的雌性比雄性强些;有的雄性比雌性强些;还有的如大黑鳃金龟雄虫有趋光性,而雌虫则无趋光性。因此,利用黑光灯诱集昆虫统计性比,在估计诱集效果时应考虑这一情况。
2.趋化性
昆虫通过嗅觉器官对于化学物质的刺激所产生的反应,称为趋化性。昆虫对于化学物质的刺激,有趋也有避。这在昆虫的寻食、求偶、避敌、找产卵场所等方面表现明显,如菜粉蝶趋向于在含有介子油的十字花科蔬菜上产卵。利用昆虫的趋化性在害虫防治上有很大意义。根据害虫对化学物质的正负趋性,发明了诱集剂和忌避剂。对诱集剂的应用,如利用糖醋毒液或谷子、麦麸作毒饵等诱杀害虫,国内外利用性引诱剂来诱杀异性害虫也获得了很大发展。对忌避剂的应用,如大家熟知的利用樟脑球(萘)来驱除衣鱼、衣蛾等皮毛纺织品的害虫,用避蚊油来驱蚊等。
3.趋温性
因昆虫是变温动物,本身不能保持和调节体温,必须主动趋向于环境中的适宜温度,这就是趋温性的本质。如东亚飞蝗蝗蝻每天早晨要晒太阳,当体温升到适宜时才开始跳跃取食等活动。严冬酷暑对某些害虫来说就要寻找适宜场所来越冬、越夏,这是对温度的一种负趋性。
此外,昆虫还有趋湿性(如小地老虎、蝼蛄喜潮湿环境)、趋声性(如雄虫发音引诱雌虫来交配;又如吸血的雌蚊听见雄蚊发出的一种特殊声音就立即逃走)、趋磁性等趋性。
(二)食 性
昆虫在生长发育过程中,不断取食。它在长期的演化过程中,形成了各自的特殊取食习性。昆虫食性的分化,与昆虫的进化及种类繁多是密切相关的。
1.按昆虫的食物性质分
按照昆虫的食物性质,可将昆虫食性分为以下几类:
(1)植食性。即昆虫以活的植物体为食。昆虫中约有48.2%是属于此类,其中很多是农业害虫。
(2)肉食性。即昆虫以活的动物体为食。昆虫中约有30.4%是属于此类,其中又可分为:
①捕食性:捕捉其他动物为食(约占昆虫种类的28%)。
②寄生性:寄生于其他动物体内或体外(约占昆虫种类的2.4%)。
这类昆虫中有不少种类可以用来消灭害虫,它们是生物防治上的重要益虫,如捕食性的瓢虫、草蛉;寄生性的赤眼蜂、金小蜂等。但寄生于益虫或人、畜的则为害虫,如蚊、虱等。
(3)腐食性。即昆虫以死亡的动植物残体、腐败物及动物粪便为食。昆虫中约有17.3%属于此类。
(4)杂食性。昆虫以动、植物产品为食(如皮毛、标本、食品、粮食、书纸等)。昆虫中约有4.1%是属于此类,如衣鱼、衣蛾及印度古螟等许多仓库害虫。
2.按昆虫的取食范围分
按照昆虫取食范围的广窄,可将昆虫食性分为以下几类:
(1)单食性(或专食性)。只取食一种动植物,如梨实蜂只为害梨;豌豆象只为害豌豆。
(2)寡食性。能取食一科或近缘科的动植物,如菜粉蝶取食十字花科植物;某些瓢虫捕食蚜虫、介壳虫。
(3)多食性。能取食多科动植物,如蝗虫、美国白蛾等可以取食很多科的植物;草蛉捕食多科害虫;一些卵寄生蜂可寄生许多科害虫的卵。
了解昆虫的习性,能帮助我们区分害虫和益虫。对于害虫,了解其食性的广窄,在防治上可利用农业防治法,如对单食性害虫可用轮作来防治。在引进新的植物种类及品种时,应考虑本地区内多食性或寡食性害虫对其有无为害的可能,从而采取预防措施。
(三)群集性与迁移性
1.群集性
群集性是同种昆虫的个体高密度地聚集在一起的习性,群集性有暂时性群集和永久性群集两种。
(1)暂时性群集是指一些昆虫的某一虫态或某一段时间群集在一起,以后就散开。如很多瓢虫,越冬时聚集在石块缝中、建筑物的隐蔽处或落叶层下,到春天则分散活动;苹果舟形毛虫、茶毛虫、斜纹夜蛾等,初龄幼虫群集在一起,老龄时则分散为害。
(2)永久性群集是指有的昆虫个体群集后就不再分离,整个或几乎整个生命期都营群集生活,并常在体型、体色上发生变化。如蝗虫就属此类,当蝗蝻孵出后,就聚集成群,由小群变大群,个体间紧密地生活在一起,日晒取暖、跳跃、取食、转迁都是群体活动。这是个体间互相影响的结果,因为蝗虫粪便中含有一种叫做“蝗呱酚”的聚集外激素在吸引蝗虫群集。
了解昆虫的群集性,一方面为集中防治害虫提供了方便,另一方面对害虫测报工作提出了更高的要求。
2.迁移性
不少害虫在成虫羽化到翅变硬的时期,有成群地从一个发生地长距离地迁飞到另一个发生地或小范围内扩散的特性,这就是昆虫的迁移性。不论是暂时性群集还是永久性群集,因虫口数量很大,食料往往不足,因此要转移为害。这是昆虫的一种适应性,有助于种的延续生存。如东亚飞蝗,不仅群集,而且长距离群迁。此外,某些害虫,还可以在小范围内扩散、转移为害。如黏虫幼虫在吃光一块地的植物后,就会向邻近地块成群转移为害。
了解害虫的迁飞特性,查明它们的来龙去脉及扩散、转移的时期,对害虫的测报与防治具有重大意义,应该注意消灭它们于转移迁飞为害之前。
(四)自卫习性
昆虫在长期适应环境的演化中,获得了多种多样的保护自身免受天敌伤害的自卫习性。
其中假死性是一些昆虫用以逃生的一种习性,特别是当虫体体色与环境相似时更易于逃脱被天敌捕食的危险。当虫体受到机械性(如接触)或物理性(如光的闪动)等刺激后,引起足、翅、触角或整个身体的突然收缩,从停留的地方掉下来,状似死亡,过一会再恢复正常,这种现象被称为假死性,不少昆虫如苹毛金龟子等都有假死性。我们可以利用假死性来捕杀害虫,如摇树振落金龟子等甲虫以捕杀它们,并集中杀死它们。
第三节 昆虫的分类
一、昆虫分类的基本概念
(一)昆虫分类的意义
地球上现有昆虫约1 000万种,已定名的昆虫有100多万种,我国记载的有2万种左右。为了认识昆虫,并对它们进行研究,首先必须识别昆虫,对昆虫进行分类。同时,地球上形形色色的生物都是由低级到高级、由简单到复杂进化发展的。因此,各种昆虫之间均具有或近或远的亲缘关系,亲缘关系相近的种类,其形态特征、生物学特性等都比较相近。这样,通过昆虫分类探讨昆虫种间的亲缘关系,就可反映出昆虫纲的系统全貌,对于了解各种昆虫在系统发育中的地位、识别常见种和近似种、识别害虫和益虫以及害虫防治等方面具有重要的意义。
(二)昆虫分类的依据和方法
昆虫分类是研究昆虫科学的基础。对昆虫进行科学的区分,就是根据昆虫的形态、生理、生态、生物学等特征、特性,通过分析、比较、归纳、综合的方法把种类繁多的昆虫分门别类,使它们尽可能的反映出历史的演化过程,即由低级到高级、由简单到复杂、由亲缘到远缘的关系。这种对昆虫的分门别类就叫做昆虫的分类。
昆虫的分类和其他动植物分类一样,目前仍以外部形态为主要依据,并以成虫形态特征为主。这是因为成虫是昆虫个体发育的最后阶段,形态已固定,种的特征已显示。
(三)昆虫分类的阶梯
昆虫的分类同其他生物的分类一样,分类阶梯是:界、门、纲、目、科、属、种,其中种是分类的基本单位。它既是分类单元又是繁殖单元,昆虫种与种间在生殖上是隔离的。
为了更好地反映物种间的亲缘关系,在纲、目、科、属、种之间以及种下还可以设立“亚”级,如亚纲、亚目、亚科、亚属及亚种;也可以在目、科之上设立“总”级,如总目、总科。
此处以蔷薇白轮盾蚧为例说明昆虫分类的阶梯顺序:
界 动物界Animalia
门 节肢动物门Arthropoda
纲 昆虫纲Insecta
亚纲 有翅亚纲Pterygota
目 同翅目Homoptera
亚目 胸喙亚目Sternorrhycha
总科 蚧总科Coccoidae
科 盾蚧科Diaspididae
属 白轮盾蚧属Aulacaspis
种 蔷薇白轮盾蚧rosae
(四)昆虫的命名
昆虫每个种都有一个科学的名称,称为学名。昆虫种的学名在国际上用双名法[由林奈Linnaeus(1758)创造],并且都用拉丁文字来书写。每一学名包括属名和种名,第一个词为属名,第二个词为种名,最后附上定名人的姓氏。属名和定名人的第一个字母必须大写,种名全部小写。学名中的属名、种名用斜体书写,定名人的姓氏用正体书写。例如:
菜粉蝶 Pieris rapae Linnaeus(双名法)
属名 种名 定名人
种以下的分类单元则以“三名法”表示,即在属名、种名后加上亚种名,亚种名也为小写,用斜体书写。例如:
东亚飞蝗 Locusta migratoria manilensis Meyen(三名法)
属名 种名 亚种名 定名人
有时命名者前后加括号,表示这个种的学名被后人订正,由原来的属移到现在的属中。例如:烟蚜[Myzus persicae(Sulzer)]。
(五)昆虫纲的分类系统
昆虫纲的分类系统很多,分多少个目和各目的排列顺序全世界并无一致的意见。最早的是林奈将昆虫分为6个目,现代一般将昆虫分为33个目,马尔蒂诺夫将昆虫分为40个目,但现在采用较普遍的是33个目的分法。
无翅亚纲:(1)原尾目;(2)弹尾目;(3)双尾目;(4)缨尾目。
有翅亚纲:(5)蜉蝣目;(6)蜻蜓目;(7)翅目;(8)纺足目;(9)蛩蠊目; (10)蜚蠊目;(11)等翅目;(12)螳螂目;(13)竹节虫目;(14)直翅目;(15)革翅目;(16)缺翅目;(17)啮虫目;(18)食毛目;(19)虱目;(20)缨翅目;(21)半翅目;(22)同翅目;(23)长翅目;(24)广翅目;(25)蛇蛉目;(26)毛翅目;(27)脉翅目;(28)鳞翅目; (29)鞘翅目; (30)捻翅目; (31)膜翅目; (32)双翅目;(33)蚤目。
二、昆虫分类中与园艺植物有关的主要目、科
在昆虫分类中,与园艺植物有关的主要目是:直翅目、半翅目、同翅目、缨翅目、鞘翅目、脉翅目、鳞翅目、双翅目、等翅目和膜翅目10个,这些目几乎包括了所有的果树、蔬菜及农林害虫和益虫。
(一)直翅目(Orthoptera)
本目昆虫全世界记载有2万余种,我国记载有1 000多种。本目包括很多重要害虫,如东亚飞蝗、华北蝼蛄、大蟋蟀等。
本目多数为中型至大型的昆虫种类,其特征为:咀嚼式口器,下口式;触角呈线状;后足为跳跃足或前足为开掘足;前胸背板发达,多呈马鞍状;前翅革质,后翅膜质;雌虫腹末多有明显的产卵器(蝼蛄例外);雄虫多能用后足摩擦前翅或前翅相互摩擦发音;多有听器(腹听器或足听器);不完全变态,成虫、若虫均为植食性。
图1-28 直翅目主要科的代表
1.蝼蛄科(单刺蝼蛄) 2.蝗科(东亚飞蝗)
根据触角的长短,前胸背板的形状及发达程度,足的发达程度,产卵器的有无、形状,听器的有无、长短及形状等特征进行分科,本目重要的科有:蝗科、蟋蟀科、蝼蛄科、螽斯科(图1-28)。
1.蝗科[Acrididae(Locustidae)]
蝗科俗称蝗虫或蚂蚱,属蝗亚目(Locustidae)。
蝗科的特征为:体粗壮,前胸背板马鞍状,不超出胸部;触角丝状,短于体;产卵器锥状,尾须短;听器位于腹部第1节两侧;后足为跳跃足,常具羽状隆起,跗节3节;多食性,贪食;产卵于土中;个别种有群集迁飞习性。如东亚飞蝗、稻蝗等。
2.蟋蟀科(Gryllidae)
蟋蟀科(属螽斯亚目)的特征为:体粗壮,色暗;触角比体长;产卵器细长、剑状;尾须长;足听器椭圆形,位于前足胫节内侧;后足发达,善跳跃;多数为植食性,少数为肉食性;喜穴居土中、石下;雄虫能鸣叫。如油葫芦、大蟋蟀等。
3.蝼蛄科(Gryllotalpidae)
蝼蛄科的特征为:触角线状,比体短;前足粗壮,开掘式,后足腿节不发达,不能跳跃;产卵器和听器不发达;前翅小、后翅长,伸出腹末呈尾状;尾须长;产卵器不外露;生活于地下;多食性,取食根、种子、芽等。如东方蝼蛄等。
4.螽斯科(Tettingonidae)
螽斯科(属螽斯亚目)的特征为:体扁阔;触角线状,比体长;听器在前足胫节基部;雄虫能发音;产卵器特别发达,刀状或剑状;常产卵于植物组织间;多为绿色;一般植食性,少数肉食性。如华绿螽、钩额螽等。
(二)等翅目(Isoptera)
等翅目通称白蚂蚁,属多型性和社会性昆虫,全世界已知3 000余种,中国400余种。如黑翅土白蚁。
本目为中、小型的昆虫种类。其特征为:体柔软,乳白、灰黄或黑色;触角念珠状;咀嚼式口器,前口式;有大翅型、短翅型的生殖蚁和非生殖蚁之分。翅窄长,前后翅膜质,形状、大小、脉相均相似,等翅目即由此得名。翅静止时平放在腹部上,能自基部特有的横缝处脱落。分布十分广泛,主要分布在热带、亚热带、低海拔原始森林,为害植物、木材及木制门、窗、房、桥梁建筑和家具等,尤其在南方为害很重(图1-29)。
图1-29 白蚁不同科的比较
1.木白蚁科 2.白蚁科 3.鼻白蚁科
1.木白蚁科(Kalotermitidae)
木白蚁科的特征为:无额腺;成虫有单眼;前胸背板等于或宽于头;跗节4节,胫节2~4节;无工蚁,工蚁职能由若蚁完成;纯木栖生。如截头堆沙白蚁和铲堆砂白蚁等。
2.白蚁科(Termitidae)
白蚁科包括等翅目的多数种类,有额腺;前胸背板窄于头部,多呈扁平形;兵蚁呈马鞍形;有翅型的前、后翅鳞等长;跗节4节;尾须1~2节;以地栖性为主。如黑翅土白蚁和黄翅大白蚁。
3.鼻白蚁科(Rhinotermitidae)
鼻白蚁科的特征为:有额腺;兵蚁和工蚁前胸背板扁平,窄于头;有翅型的前翅鳞大于后翅鳞;跗节4节;尾须2节;土木栖。如家白蚁和黑胸散白蚁等。
图1-30 半翅目的特征
1.一种蝽的头部与胸部的腹面观 2.一种蝽的背面观
(三)半翅目(Hemiptera)
本目全世界已记载的有3万余种,我国记载的约有3 100种。本目过去称椿象,现简称蝽,其中包括许多重要害虫,如为害果树的梨网蝽、茶翅蝽等。本目中有些为益虫,如猎蝽、姬猎蝽、花蝽等,它们可以捕食蚜、蚧、叶蝉、蓟马、螨类等害虫。
本目昆虫的特征为:体小型至中型,体壁坚硬扁平;口器刺吸式从头的前端伸出;具分节的喙;触角丝状或棒状;复眼发达,单眼2个或无;前胸背板发达,中胸有三角形小盾片;前翅为“半翅”,栖息时平覆背上;渐变态;陆生或水生(有些陆生种类在胸部腹面具有臭腺,散发恶臭,因此被称为“臭蝽象”、“臭屁虫”);绝大多数为植食性,少数为肉食性;有些种类在水中捕食鱼类及水生昆虫,或在室内吮吸人血,会传染疾病(图1-30、图1-31)。
图1-31 半翅目主要科的代表
1.蝽科(黄褐蝽) 2.盲蝽科(三点盲蝽) 3.网蝽科(梨网蝽) 4.猎蝽科(血猎蝽)
1.蝽科(Pentatomidae)
蝽科的特征为:体小到大型,体色多变;头小,三角形;触角5节;通常有2个单眼;前翅无楔片;膜区上具多行纵脉;中胸小盾片发达,呈三角形。如荔枝蝽、茶翅蝽等。
2.盲蝽科(Miridae)
盲蝽科的特征为:体多小到中型,略瘦长;无单眼;触角和喙均4节;前胸背板前缘常有横沟划出1个区域,叫颌片;前翅有楔片,膜区有两个翅室;产卵器发达,镰刀状,常产卵于植物组织中;多数植食性。如牧草盲蝽、三点盲蝽等。
3.缘蝽科(Coreidae)
缘蝽科的特征为:体中到大型,多狭长,常为褐色或绿色;触角4节;有单眼;前胸背板常具角状或叶状突起;前翅膜片有多条平行脉纹而少翅室;足较长,后足腿节扁粗,具瘤或刺状突起;成、若虫吸食幼嫩组织或果汁,引起植株枯萎或干瘪;全为植食性。如栗缘蝽、广腹同缘蝽等。
4.猎蝽科(Reduviidae)
猎蝽科的特征为:体小到中型;头后部细缩如颈状;喙短而呈弯钩状,不紧贴于腹;触角4节;有单眼;前翅无楔区;膜区有2~3个翅室;前足能捕捉;全为捕食性。如黑猎蝽、黄足猎蝽、环斑猛猎蝽、齿缘刺猎蝽等。
5.网蝽科(Tingidae)
网蝽科的特征为:体小型,扁平;无单眼;触角4节,第3节最长,第4节膨大;前胸背板向后延伸盖住小盾片,前胸背板及前翅全部呈网状花纹,前翅无各片和膜区之分;成、若虫生活在叶背主脉两侧,被害处有黏稠状分泌物及蜕。如梨网蝽、茶网蝽等。
(四)同翅目(Homoptera)
本目昆虫全世界已记载的约有3.2万种,我国记载的约有700种。本目昆虫包括许多重要害虫,如蚜虫、蚧类、叶蝉类、飞虱类等。
本目昆虫的特征为:刺吸式口器,具分节的喙,但喙出自前足基节之间(与半翅目不同);触角短,刚毛状,或稍长而呈线状;前翅质地均匀,膜质或革质,栖息时呈屋脊状覆在背上,也有无翅或一对翅的;多为陆生;不完全变态;植食性,以刺吸式口器吸吮植物汁液,造成植株生长发育不良,甚至萎蔫枯死,或刺激组织增生,造成卷叶或肿瘤,即“虫瘿”。同翅目昆虫也是多种植物病毒的传播介体,其排泄物多糖分,可导致植物发生煤污病(图1-32)。
图1-32 同翅目主要科的代表
1.叶蝉(大青叶蝉) 2.粉虱(橘绿粉虱) 3.蚜科(桃蚜) 4.木虱科(梨木虱) 5.绵蚧科(草履蚧) 6.蚧科(褐软蚧) 7.粉蚧科(柑橘臀纹粉蚧) 8.盾蚧科(山茶片盾蚧)
1.蝉科(Cicadidae)
蝉科的特征为:体中到大型;头部3个单眼;触角鬃状或刚毛状,着生两复眼间;前后翅膜质透明,翅脉粗大;前足腿节膨大近似开掘式;雄虫腹部第1节有鸣器;成虫、若虫均刺吸植物汁液,雌成虫产卵于树木枝条中,易使枝条枯死,若虫钻入土中吸食根部汁液。如山西姬蝉、蚱蝉、胡蝉等。
2.叶蝉科(Cicadellidae)
叶蝉科的特征为:体小型,较细长;触角刚毛状,着生于头部两复眼之间;前翅革质不透明;后足发达,胫节下方有两排短细刺;有较强的趋光性,能飞,善跳,能横行;产卵部位隐蔽(植物组织中或叶鞘等处);能传播植物病毒。如大青叶蝉、小绿叶蝉、桃一点斑叶蝉等。
3.粉虱科(Aleyrodidae)
粉虱科的特征为:体小型,纤弱,体翅均被蜡粉;翅短圆,前翅仅有2条纵脉,前1条弯曲,后1条较直,并呈交叉状,后翅只有1条脉;触角线状,7节;跗节2节,末端有爪和爪间鬃;过渐变态,第1龄若虫能爬,足发达,第2龄以后足、触角退化,开始固定着为害,直到成虫期雌雄虫才能飞、能爬;主要为害花卉、蔬菜等,温室中常见。如温室白粉虱、烟粉虱等。
4.蚜科(Aphididae)
蚜科全世界记载的有3 000多种,我国已知150多种,是一类重要的农业害虫,几乎常见作物上都有蚜虫为害。
蚜科的特征为:体小型;触角线状,6节,其上有感觉孔,可作为分种的特征;腹部第6节或第7节背面有1对腹管,腹末中央有突起的尾片;分有翅和无翅两种类型,翅膜质透明,前翅大,后翅小,前翅前缘有1粗脉,从上分出4条细脉;有世代交替现象;多型现象;转主寄生;传播植物病毒病。如桃蚜、甘蓝蚜、萝卜蚜、苹果棉蚜等。
5.木虱科(Psyllidae)
木虱科的特征为:体小型,似蝉;触角长,末端分叉;有3个单眼;前翅革质,翅痣明显;善跳跃;若虫体扁,全体被蜡质;成、若虫群集为害植物的嫩枝、嫩叶。如梨木虱、柑橘木虱等。
6.蚧总科(Coccidae)
蚧总科统称介壳虫,是一类重要的园林害虫,由于雄成虫发生期短或无,而雌成虫营固着生活,结构上非常特殊,所以是昆虫界比较奇特的类群,也是目前最难分类的类群之一。目前世界上已知的蚧虫有20科6 000多种,我国有14科600多种。
蚧总科的特征为:形态多样,雌雄异型。雄虫少见,雌虫和若虫为害植物。雌成虫无翅,口器发达,触角、复眼和足除少数种类保留外,多数退化。通常体被介壳或蜡粉、蜡块、蜡丝所覆盖,固定在植物上不动,口器位于前胸的腹面。雄成虫只有1对翅,口器退化不取食,寿命只有1~2天,有的种类未发现雄虫,如绵蚧科的草履蚧和吹绵蚧,粉蚧科的桔小粉蚧和康氏粉蚧,盾蚧科的松突圆蚧、矢尖蚧和桑白盾蚧,珠蚧科的日本松干蚧,蜡蚧科的红蜡蚧、白蜡蚧和日本龟蜡蚧等。
(五)鞘翅目(Coleoptera)
本目昆虫通称甲虫,全世界已记载的约有35万种,我国已记载的约有7 000种,是昆虫纲中、整个生物界中最大的一目。其中包括许多重要害虫,如蛴螬类、金针虫类均属重要地下害虫,天牛类、吉丁类均属蛀干类害虫,叶甲类、象甲类均属食叶性害虫,以及许多重要的仓库害虫等。此外,还包括许多益虫,如捕食性瓢虫类、步行虫类及虎甲类等。
本目昆虫的特征为:为小型至大型种类;体壁坚硬;前翅为鞘翅,静止时覆在背上盖住中后胸及大部分甚至全部腹部;后翅膜质,少数种类退化;口器咀嚼式;触角多为11节,形态多样,有线状、锯齿状、锤状、膝状或鳃片状等;无单眼,复眼发达;多为陆生,也有水生;全变态,少数为复变态;幼虫为寡足型或无足型;蛹为离蛹;成虫多有趋光性和假死性;食性各异,有植食性、肉食性、寄生性和腐食性。根据食性可将鞘翅目分为肉食亚目和多食亚目(图1-33)。
图1-33 肉食亚目和多食亚目的特征
1.肉食亚目:(1)后侧片(2)基节窝(3)前胸背板
1.肉食亚目(Adephaga)
肉食亚目后足基节着生在后胸腹板上,不能活动,其基节窝将腹部第1节腹板分割为2个互不相连的三角形。前胸背板与侧板有沟分开。成、幼虫均捕食。常见的有步甲科、虎甲科等(图1-34)。
(1)步甲科(Carabidae)。体小到大型,扁平,黑褐、黑色或古铜色,少绒毛,有金属光泽。头式前口式,复眼小。步行足,行动迅速。两触角间距大于上唇宽度。本科绝大多数成、幼虫捕食害虫和有害动物,为可利用的天敌。如拉步甲、火缘步甲等。
图1-34 肉食亚目主要科的代表
1.步甲科(皱鞘步甲) 2.虎甲科(中华虎甲)
(2)虎甲科(Cicindelidae)。体小到中型,多绒毛,有鲜艳的色斑和金属光泽。头式下口式。与步甲科相比,其复眼大而外突,触角丝状,11节,唇基宽达触角基部,着生于上颚基部上方,上颚发达,呈弯曲的锐齿。成虫常在砂路上、行人前作近距离的前行飞翔,故称“引路虫”。成、幼虫均捕食小型昆虫,幼虫生活在地下。如金斑虎甲(八星虎甲)、月斑虎甲、星斑虎甲等。
2.多食亚目(Polyphaga)
多食亚目后足基节不固定在后胸腹板上,腹部第1节腹板不被后足基节窝分割,前胸背板与侧板间无明显的背侧缝分割。有沟分开。多为植食性,也有捕食性的(图1-35)。
(1)金龟总科(Scarabaeoidea)。本总科触角栉翅状或鳃片状。前翅鞘翅,后翅膜质,善飞,少数种类后翅退化。多数种类小盾片显著,也有少数种类缺少。前足胫节端部宽扁,具齿,适于开掘。幼虫蛴螬型,土栖,以植物根、土中的有机质及未腐熟的肥料为食。成虫为害叶、花及树皮等。如丽金龟科的铜绿丽金龟,鳃金龟科的东北大黑鳃金龟、背黑正鳃金龟,花金龟科的小青花潜金龟等。
(2)叩头甲科(Elateridae)。通称叩头虫。体扁,中等大小,灰褐或黑褐色。触角锯齿状、丝状或梳状,头小,紧镶在前胸上。前胸背板后侧角突出成锐刺状,前胸腹板中间有1齿突,向后延伸,嵌入中胸腹板的凹陷内,前胸和中胸间有1关键物,能上下活动,状似“叩头”。幼虫体细长,坚硬,圆柱形或扁圆形,呈黄褐色,寡足型,通称金针虫。生活于地下,为害种子、幼苗、幼根,是重要的地下害虫之一。如细胸金针虫、沟金针虫、双瘤槽缝叩甲等。
图1-35 多食亚目主要科的代表
1.鳃金龟科(棕色金龟) 2.叩头甲科(细胸叩头甲) 3.吉丁甲科(柑橘小吉丁虫)
(3)吉丁虫科(Buprestidae)。体小到中型,成虫近似叩头甲,但体色较艳,有金属光泽,体长形,末端尖。触角锯状。前胸与中胸紧密相连,无关键物相连,不能上下活动。前胸背板的后侧角不向后突出。幼虫体细长,扁平,无足,前胸扁阔,状如大头,腹部9节,体软,乳白色。多在树皮下、枝杆或根内钻蛀,俗称“溜皮虫”。如梨金缘吉丁虫、云南吉丁等。
(4)天牛科(Cerambycidae)。体小到大型。触角多丝状或鞭状,与体等长甚至超过体长。复眼肾形,半围在触角基部。足跗节外观4节,实为隐5节。幼虫长圆筒形,乳白色或淡黄色。前胸大而扁平,腹部前6或7节的背面及腹面常呈卵形肉质突,称“步泡突”,便于在坑道内行动。幼虫蛀食树干、枝条及根部。如粒肩天牛(桑天牛)、星天牛等。
(5)叶甲科(Chrysomelidae)。体小至中型,成虫常具有金属光泽。触角丝状,一般短于体长之半,不着生在额的突起上。复眼圆形,不环绕触角。跗节“似为4节”。幼虫肥壮,寡足型。成、幼虫主要食叶、蛀茎和咬根。如榆蓝叶甲、茶叶甲、泡桐叶甲等。
(6)瓢甲科(Coccinellidae)。小型或中型昆虫,体背隆起呈半球形,形似瓢,鞘翅上常有红、黄、黑色等斑点。腹面平。头小,一部分隐藏在前胸背板下。触角棒状。足跗节隐4节。幼虫寡足型。体多枝刺和毛瘤,行动活泼。有捕食性和植食性两大类。肉食性瓢虫鞘翅光滑,多无毛,有光泽,上颚基部有1齿,如七星瓢虫、异色瓢虫等。植食性瓢虫鞘翅多毛,不光滑,无光泽,上颚无基齿,如马铃薯瓢虫。
(7)象甲科(Curculionidae)。它是本目中最大的一科,已知4万多种,体小到中型。成虫头部延长为象鼻状或喙状。咀嚼式口器位于喙的前方。触角多弯曲为膝状,端部数节膨大。足跗节5节。幼虫体软,弯曲呈“C”型,无足型。成、幼虫取食植物,或食叶、钻茎,或食根、蛀果。如梨虎、茶丽纹象甲等。
(8)小蠹科(Scolytidae)。小型甲虫,体圆筒形、色暗。头比前胸狭,喙短宽稍向前延伸。触角短,锤状。足的胫节外侧有齿列。幼虫与象甲科的幼虫极其相似。成、幼虫蛀食树皮形成层,形成图案的坑道为害状。如苹果棘刺小蠹、桃小蠹等。
(六)膜翅目(Hymenoptera)
本目昆虫包括蜂类和蚁类。全世界已记载的约有12万种,我国记载的约有1 500种,是仅次于鞘翅目、鳞翅目而居第三位的大目。本目除少数为植食性害虫(如叶蜂类、树蜂类等)外,大多数为肉食性益虫(如寄生蜂类、捕食性蜂类及蚁类等),蜜蜂就属于本目昆虫。
膜翅目的特征为:翅2对,膜质,前翅一般较后翅大,后翅前缘具一排小翅钩列。咀嚼式或嚼吸式口器。头可活动。复眼大,有3个单眼。触角线状、锤状或弯曲成膝状。腹部第1节多向前并入后胸(称为并胸腹节),且常与第2腹节间形成细腰。雌虫一般有锯状或针状产卵器,常呈锯状或针状,有的变成螯针,用以自卫。足跗节5节。无尾须。全变态或复变态。幼虫一类为无足型,一类为多足型(叶蜂类:除3对胸足外,还具6~8对腹足,着生于腹部第2~8节上,但无趾钩,头部额区不呈“人”字形)。蛹为离蛹,许多种类结茧化蛹。
本目几乎全部陆生,主要为益虫类,除大多数分为天敌昆虫外(寄生蜂类、捕食性蜂类与蚁类),还有蜜蜂等资源昆虫及授粉昆虫。本目一些种类营群居性或“社会性”生活(蜜蜂和蚁)。
本目昆虫腹部通常可见6~7节,第1节和后胸愈合称为“并胸腹节”。根据腹部与并胸腹节相连处的宽窄分为细腰亚目和广腰亚目两个类群(图1-36)。
1.广腰亚目(Symphyta)
本目腹部和胸部相连处不束成细腰状,后翅至少3个基室。产卵器锯状或管状,常不外露。幼虫有3对胸足,腹足有或无。全为植食性(图1-37)。
(1)叶蜂科(Tenthredinidae)。体小到中型。触角丝状。前胸背板后缘深凹。产卵器扁平,锯状。幼虫多足型,腹足6~8对,但无趾钩。如黄翅菜叶蜂、梨实蜂等。
(2)三节叶蜂科(Argidae)。体小而粗壮。触角3节,第3节最长,雄虫触角有时裂开为2叉。前翅径横脉无。前胸胫节具两端距。幼虫有腹足2~8对。如蔷薇叶蜂、杜鹃叶蜂等。
图1-36 膜翅目成虫的形态特征
1.广腰亚目(叶蜂) 2.细腰亚目(胡蜂)
图1-37 广腰亚目主要科的代表
1.叶蜂科(日本菜叶蜂) 2.三节叶蜂科触角
2.细腰亚目(Apocrita)
本目腹部和胸部相连处束成细腰状或延伸为柄状,腹部最后1节腹板纵裂(细蜂总科例外)。产卵器多数外露,少数种类缩在体内。捕食性或寄生性,大多为益虫(图1-38)。
(1)姬蜂科(Ichneumqnidae)。体小到大型。触角丝状。并胸腹节常有雕刻纹雌虫。腹末纵裂从中伸出产卵器,卵多产在鳞翅目、鞘翅目幼虫和蛹体内。如松毛虫、黑点瘤姬蜂。
(2)赤眼蜂科(Trichogrammatidae)。体微小。触角短膝状。腰不细。翅脉极度退化,前翅宽,翅面有成行的微毛。成虫和蛹的复眼为赤红色。产卵于鳞翅目卵内。如玉米螟赤眼蜂。
(3)茧蜂科(Braconidae)。体小到中型。触角丝状。翅面上常有雾斑。休止时触角常摆动。产卵于鳞翅目幼虫体内。幼虫老熟时常爬出寄主体外结黄白色小茧化蛹。如蚜茧蜂、菜粉蝶绒茧蜂、小菜蛾绒茧蜂等。
(4)小蜂科(Chalalcididae)。体微小到小型,多为黑褐色。头胸部常有黑或褐色粗点刻,如黄或橙色的斑纹。触角膝状。后足腿节膨大。多寄生于鳞翅目、双翅目、鞘翅目、同翅目幼虫体内。如丽蚜小蜂。
图1-38 细腰亚目主要科的代表
1.姬蜂科(螟黑点六姬蜂) 2.茧蜂科(螟蛉绒茧蜂)
(5)瘿蜂科(CyniPidae)。小型或微小型蜂类。体短而细。触角丝状。头小,有时向下弯。前翅无翅痣,翅脉较简单。腹部卵形,侧扁,产卵器从腹中部伸出。幼虫无足,蛆形。为害植物茎叶,造成虫瘿。如板栗瘿蜂、柳瘿蜂等。
(七)脉翅目(Neuroptera)
本目昆虫全世界已记载的约有5 000种,我国已知的约有200余种。本目几乎都是益虫,成虫和幼虫几乎都是捕食性的,以蚜、蚧、螨、木虱、飞虱、叶蝉以及蚁类、鳞翅类的卵及幼虫等为食;少数水生或寄生。本目俗称草蜻蜓、蚁蛉等,其中最常见的种类是草蛉,其次为褐蛉等。我国常见草蛉有大草蛉、丽草蛉、叶色草蛉、普通草蛉等十多种,有些已经应用于生物防治上。
本目昆虫多为全变态,体中型。咀嚼式口器,下口式。触角细长,线状、串珠状或棒状。单眼3个或无。前后翅均膜质,大小和形状相似,翅脉复杂,呈网状,边缘处多分叉,少数各类翅脉少而简单。足跗节5节。爪2个(图1-39)。
本目较为突出的一科是草蛉科(Chrysopidae),体中型,草绿色、黄色或灰白色。触角线状,比体长。复眼有金属闪光。前后翅透明且非常相似,前缘区有30条以下横脉,不分叉。幼虫纺锤形,体侧各节有瘤状突起,丛生刚毛。如大草蛉、巨意草蛉等。
(八)鳞翅目(Lepidoptera)
本目昆虫全世界已记载的有14万种以上,我国记载有7 000种以上,它是昆虫纲中的第二大目。其中包括有许多重要害虫,如桃小食心虫、苹果小卷叶蛾、棉铃虫、菜粉蝶、小菜蛾以及许多鳞翅目仓虫(如印度谷螟等)。此外,家蚕、柞蚕也属于本目昆虫。其特征为:体小到大型;触角类型各异,丝状、栉齿、球杆状等;口器虹吸式;翅为鳞翅,前翅大,后翅小,颜色多变;幼虫多足型。除3对胸足外,还有2~5对腹足,有趾钩;咀嚼式口器,额缝成“人”字形,这两个特征是鳞翅目与鞘翅目和膜翅目幼虫区别的重要标志。体多毛的种类俗称“毛虫”,体为圆柱形,柔软,头部坚硬,额呈三角形。幼虫体上的条纹在昆虫分类上很重要。蛹为被蛹(图1-40)。
图1-39 草蛉科的代表
1.叶色草蛉 2.大草蛉的幼虫
图1-40 鳞翅目昆虫的形态特征图
1.卵的特征(小地老虎):(1)侧面观(2)顶部 2.幼虫的腹足趾钩:(1)单序(2)二序(3)三序(4)中列式(5)二横带式(6)缺环式(7)环式 3.幼虫体上的体线(黏虫)
鳞翅目昆虫的成虫和幼虫食性不同。成虫一般不为害植物,而以取食花蜜或露水作为补充营养。卵多产在幼虫喜食的植物上。幼虫大多数为植食性,为害方式有食叶、卷叶、潜叶、蛀茎、蛀果等,有的在仓库内为害贮粮、食品、干果、药材、皮毛等。老熟幼虫化蛹在植物上、土中或其他隐蔽处,有些种类化蛹前结成茧或营造土室藏于其中。
鳞翅目昆虫按其触角类型和活动习性,可分为蝶类和蛾类两大类群,蝶类属于锤角亚目,蛾类属于异角亚目。
1.锤角亚目(Rhopalocera)
锤角亚目通称蝶类,触角球杆状,成虫白天活动。静息时,翅直立于体背,前后翅无特殊连接构造,飞翔时以后翅肩区接托在前翅下(图1-41)。
图1-41 蝶亚目主要科的代表
1.粉蝶科(菜粉蝶) 2.蛱蝶科(大红蛱蝶) 3.凤蝶科(金凤蝶)
(1)凤蝶科(Papilionidae)。多为大型颜色鲜艳的种类,底色黄或绿色,带有黑色斑纹,或底色黑色带有蓝、绿、红等色斑。前翅三角形,后翅外缘呈波状,臀角常有尾突。如柑橘凤蝶、玉带凤蝶等。
(2)粉蝶科(Pieridae)。体中型,多为白色、黄色或橙色,并带有黑色或红色斑纹。前翅三角形,后翅卵圆形。如菜粉蝶、橙粉蝶、迁粉蝶等。
(3)蛱蝶科(Nymphalidae)。体中到大型,翅上有各种鲜艳的色斑。前足退化,足的跗节均无爪。前翅三角形,后翅卵圆形,翅外缘呈波状。少数种类后翅臀角有尾突。幼虫体色深,体表有成对棘刺,少数头部或尾部突起呈角状。如二尾蛱蝶、枯叶蛱蝶、琉璃蛱蝶等。
(4)弄蝶科(Hesperiidae)。体小到中型,成虫体粗壮,深暗色。触角端部有小钩。幼虫体纺锤形,前胸缢缩成颈状,体被白色蜡粉。如香蕉弄蝶。
2.异角亚目(Heterocera)
异角亚目通称蛾类,触角非球杆状,成虫夜间活动。静息时,翅覆于体背呈屋脊状;前后翅以翅轭或翅缰相连接(图1-42)。
(1)袋蛾科(Psychidae),又名蓑蛾、避债蛾。雌雄异形。雄蛾有翅,无喙翅面鳞片薄,近于透明;雌虫无翅,形如幼虫,终生居住在幼虫编织的鞘中,交配时也不离鞘,卵产于鞘内,幼虫肥胖,胸足发达,腹足5对。初龄就吐丝辍叶编织袋囊。取食时头胸伸出袋外,负鞘行走。如大袋蛾、小袋蛾等。
(2)刺蛾科(Eucleidae)。体中型,粗壮多毛,多呈黄、褐或绿色,具红或暗色斑纹。喙退化。雄蛾触角栉齿状,雌蛾线状,幼虫又称“洋辣子”。头小能缩入前胸内。胸足退化,腹足呈吸盘状。体被枝刺毛簇,触人皮肤有痛感。有的作形似雀卵的茧化蛹。如黄刺蛾。
(3)尺蛾科(Geometridae)。体小到中型,瘦长。翅大而薄,前后翅颜色相似,并常有波状纹相连,休息时四翅平铺。个别种类雌虫无翅,腹部第2节侧板下方有听器。幼虫除3对胸足外,只有1对腹足(不含尾足)。休息时常模拟植物枝条状,行走明显拱腰成桥,故称“造桥虫”。如白斑褐尺蛾、槐尺蠖、大造桥虫等。
图1-42 蛾亚目主要科的代表
1.木蠹蛾科(芳香木蠹蛾) 2.蓑蛾科(大蓑蛾) 3.刺蛾科(黄刺蛾) 4.卷蛾科(苹果卷蛾) 5.小卷蛾科(梨小食心虫) 6.螟蛾科(玉米螟) 7.尺蛾科(豹尺蛾) 8.枯叶蛾科(杏枯叶蛾) 9.夜蛾科(八字地老虎) 10.毒蛾科(舞毒蛾) 11.舟蛾科(舟形毛虫)12.天蛾科(桃天蛾) 13.透翅蛾科(苹果透翅蛾) 14.斑蛾科(梨星毛虫) 15.灯蛾科(红袖灯蛾)
(4)天蛾科(Sphingidae)。体多为大型,粗壮呈纺锤形。触角中部加粗,末端弯曲成钩状。前翅狭长,外缘倾斜,后翅短小。幼虫粗大,圆筒形,多为绿色,有的种类体侧常有斜纹或眼状斑,胴部每节分6~8个小环,第8个腹节背面有尾角。如枣桃六点天蛾、丝绵木金星尺蛾等。
(5)夜蛾科(Noctuidae)。体中到大型,粗壮,多毛而蓬松,体色深暗。前翅狭长,常有横带和斑纹,后翅三角形,多白色或灰白色。触角栉齿状、丝状或羽状。幼虫多光滑,少毛,体色较深。如小地老虎、斜纹夜蛾、甜菜夜蛾等。
(6)枯叶蛾科(Lasiocampidae)。体多为大型,粗壮多毛。触角羽毛状。单眼,喙退化。有些种类后翅外缘呈波状,休息时露于前翅两侧,形似枯叶而得名。幼虫粗壮,体被长短不一的毛,化蛹于丝茧内。如天幕毛虫。
(九)双翅目(Diptera)
本目昆虫全世界已记载的有85 000多种,我国记载有1 700多种,它是昆虫纲中的第四大目。其中包括有许多重要卫生害虫和农业害虫,如蚊类、蝇类、牛虻等。此外,还包括有食蚜蝇、寄生蝇类等益虫。
本目昆虫的特征:前翅1对,后翅退化为平衡棒,少数无翅。口器刺吸式或舐吸式。足跗节5节。蝇类触角具芒状,虻类触角具端刺或末端分亚节,蚊类触角多为线状(8节以上)。无尾须。全变态或复变态。幼虫无足型,蝇类为无头型,虻类为半头型,蚊类为显头型。蛹为离蛹或围蛹。
双翅目根据触角的形状、长短,可将其分为以下几个亚目(图1-43):
图1-43 双翅目主要科的代表
1.瘿蚊科(麦红吸浆虫) 2.盗虻科(盗虻) 3.食蚜蝇科(食蚜蝇) 4.实蝇科(柑橘大实蝇) 5.花蝇科(种蝇) 6.寄蝇科(黏虫寄蝇)
1.长角亚目(Nematocera)
长角亚目成虫触角很长,8~16节,线状或念珠状,身体纤细脆弱。幼虫除瘿蚊外,都有明显骨化的头部。
长角亚目中较为突出的是瘿蚊科(Cecidomyiihdae),外形似蚊,体小瘦弱。触角细长,串珠状,每亚节上有细长毛和环状毛(雄虫)。足细长,翅脉简单。幼虫体纺锤形,前胸腹板上具剑骨片,前端分叉。如稻蝇蚊、柑橘花蕾蛆等。
2.短角亚目(Brachycera)
短角亚目的触角一般为3节,第3节较长,但短于胸部,无触角芒,幼虫头壳背面略骨化。
短角亚目中较为突出的是盗虻科(Asilidae),体中型至大型,细长多毛。头顶在两复眼间向下凹陷。口器粗大。触角3节。腹部细长,通常8节。成虫性猛,在飞翔中擒食小虫,吸食汁液,在农田、森林及河边常见;幼虫活动于土中或腐树皮内。如中华盗虻等。
3.芒角亚目(Aristocera)
芒角亚目的触角3节,第3节膨大,背面具触角芒,幼虫头部不骨化,多缩入前胸内。
(1)食蚜蝇科(Syrphidae)。体小到中型,阔而细长,形似蜜蜂。头大,复眼大,具单眼。翅外缘有与边缘平行的横脉,使径脉和中脉的缘室成为闭室,径脉和中脉之间有1条两端游离的伪脉。幼虫蛆式,前尖后平,表皮粗糙,体侧有突起。成虫活泼,飞翔时能在空中静止不动或又突然前进;幼虫捕食蚜虫、介壳虫、粉虱、叶蝉等。如黑带食蚜蝇、大灰食蚜蝇等。
(2)实蝇科(Trypetidae)。体小到中型。头大颈细。复眼突出,常具绿色闪光。触角芒光滑、无毛。翅宽广,通常有暗色斑纹,亚前缘脉端部弯曲向前。产卵器长而突出。幼虫蛆式。如柑橘大实蝇、梨实蝇等。
(3)寄蝇科(Tachinidae)。体小到中型,粗而多毛,暗褐色或黑色,具褐色斑纹。触角芒光滑或有短毛。中胸背板被1横沟分裂为2,后盾片露于小盾片外,明显可见。中足基部的后上方有1鬃毛列。翅有腋瓣,中脉第1分支强度向前弯曲。成虫白天出没于花间;幼虫蛆式,头尖,后端平截。寄蝇科多寄生于鳞翅目、直翅目、鞘翅目幼虫和蛹体内。如地老虎寄蝇等。
(十)缨翅目(Thysanoptera)
缨翅目,俗称蓟马,全世界已记载的约有3 000种,我国已发现100多种。其中包括有许多害虫,如为害果树、蔬菜等作物的烟蓟马、温室蓟马、葱蓟马等。少数种类捕食蚜、螨等害虫、害螨,如六点蓟马、纹蓟马等,为益虫类。
本目的特征:翅极狭长,翅缘密生长毛(缨翅),脉很少或无,也有无翅或1对翅的;足跗节末端有1个能伸缩的泡。口器锉吸式,但不对称(右上颚口针退化)。多为植食性,少为捕食性。过渐变态(幼虫与成虫外形相似,生活环境也一致;但幼虫转变为成虫前,有一个不食不动的类似蛹的虫态;其幼虫仍称为若虫)。大多数种类喜活动于花丛中,有些种类除直接吸食植株为害外,还会传播植物病害,或使植物形成虫瘿(图1-44)。
图1-44 缨翅目主要科的代表
1.管蓟马科(麦管蓟马) 2.蓟马科(烟蓟马)
1.管蓟马科(Phlaeothripidae)
管蓟马科体黑色或暗褐色。翅白色、烟煤色或有斑纹,翅表面光滑,前翅无翅脉。触角8节,少数为7节。腹管末节管状。无产卵器。如中华蓟马、百合蓟马等。
2.蓟马科(Thripidae)
蓟马科体略扁平。触角6~8节。翅狭而端部尖锐。雌虫腹末端圆锥形。有产卵器,从侧面观,其尖端向下弯曲。如花蓟马、烟蓟马等。
附:蜘蛛和螨类的基本知识
蜘蛛和螨类属节肢动物门蛛形纲的蜘蛛目和蜱螨目。
一、蜘蛛
(一)蜘蛛的形态特征
蜘蛛体躯分为头胸部和腹部,以腹柄相连,腹部多不分节,有独特的纺器,用以抽丝、布网、结巢、作卵茧或靠抽线飘荡迁移。
1.蜘蛛的头胸部及附器
蜘蛛的头胸部由头部与胸部愈合而成,有几丁质的外骨骼。头胸部的背面称为头胸甲(即背甲),其上有颈沟,沟前为头部,沟后为胸部。胸部背面有中窝,由中窝向四周有放射沟,胸部的腹面为胸甲,两侧生有4对足,因而头胸部是感觉、取食和运动的中心。
蜘蛛无复眼,在头的前端通常生有8个单眼,少数有2个、4个或6个单眼或无单眼。单眼数目及其排列方式是蜘蛛分类的重要依据之一,单眼有黑白眼之分,黑眼者白天活动,白眼者则晚间活动,黑白眼兼有的则昼夜活动。
在蜘蛛的头的前端生有口器,由螯肢、触肢、基板、上唇及下唇等部分构成。螯肢由螯基与螯爪两部分组成。螯基的内侧有1沟,沟缘称堤。堤上生有齿,称为堤齿。堤齿分为前堤齿与后堤齿或内堤齿与外堤齿,端部的螯爪嵌入其中,螯基内有毒腺开口于螯牙末端附近,用来捕捉和杀死猎物。触肢1对,由基节、转节、腿节、膝节、胫节、跗节组成,兼有辅助取食的功能。雄蛛触肢端部成熟时,常膨大为交尾时贮存和输送精子的特殊构造,称为触肢器官。其构造复杂,常因种类而异,是蜘蛛分类的重要依据之一,也是雌雄鉴别的重要依据。蜘蛛的口器具有捕捉猎物、压碎食物和吮吸汁液的功能。
蜘蛛的胸甲两侧生有4对足,每足由基节、转节、腿节、膝节、胫节、蟅节和跗节构成。跗节末端有爪,通常结网型蜘蛛有3爪,游猎型蜘蛛有2爪。足伸出方向为:第1、2对前伸,第3、4对后伸,称前进型(行),如狼蛛科等;各足横向伸出的称横行型,如蟹蛛科等。
2.腹部及附器
蜘蛛的腹部,由腹柄与头胸部相连,常呈椭圆形、球形等。腹部背面有毛,通常不分节,背中央有心区痕迹,称心脏斑。腹部腹面有生殖厣,并且厣的形状也是蜘蛛分类的依据之一。生殖孔两侧为书肺。腹部腹面末端有纺织器(突),通常为3对,纺织器前方有1个气孔,纺织器后方有肛门,有的种类纺织器前还有1个筛孔。
(二)蜘蛛的生活史及习性
蜘蛛属不完全变态,一生经历卵、幼蛛、成蛛三个阶段。每年发生代数因种类而异,有一年1代、一年2代的,也有一年多代的。一般雌雄交尾产受精卵,少数行孤雌生殖。卵及卵袋的形状、色泽、携带方式、存放地点等,也因种类而异。一般幼蛛孵出后不立即爬出卵袋,蜕一次皮后才爬出并分散。幼蛛经过若干次蜕皮后变成成蛛。
蜘蛛种类中与农业生产关系密切的主要有:狼蛛科的“T”纹狼蛛、拟环纹狼蛛、沟渠豹蛛等;微蛛科的草间小黑蛛、食虫瘤胸蛛、驼背额角蛛等;蟹蛛科的三突花蛛、白条锯足蛛、条纹花蟹蛛;球腹蜘蛛科的八点球腹蛛、横带球腹蛛及管巢蛛科的卷叶刺足蛛等。
二、螨类
螨类在自然界分布广泛。其为害为刺吸园艺植物汁液导致叶子变色、脱落,使柔嫩组织变形,形成虫瘿。
(一)螨类的形态特征
螨类体型小或甚小,圆形或椭圆形,有些种类为蠕虫型。构造简单,不分头胸部与腹部,身体分节不明显。通常以位于左右肩凹之间的蜕裂缝为界划分为体前部与体后部。体前部分为颚部与前足部,体后部分为后足部与臀部。无复眼,只在体前部两侧上方有1~2对红色眼点。口器为刺吸式或咀嚼式。一般生4对足,少数2对。体背生许多刚毛,刚毛最多有7排,刚毛的排列方式和形状等,是螨类分类的依据之一。
(二)螨类的生活史
螨类常为两性生殖,一般为卵生,也有行孤雌生殖的。发育阶段上雌雄有别,雌螨经卵、幼螨、第1龄和第2龄若螨到成螨;雄螨只经卵、幼螨、若螨到成螨,有刺吸式口器和咀嚼式口器两种。螨类繁殖很快,一年最少2~3代,多则20~30代,以卵或受精的雌虫在树皮缝隙或土壤等下面越冬。
(三)螨类主要科
1.叶螨科(Tetranychidae)
叶螨科体微小,长0.3~0.8mm,圆形或长椭圆形,通常为红色、暗红色,因此常被称为红蜘蛛。刺吸式口器。体背隆起,背刚毛24或26根,呈横排分布,植食性,吸汁液。常见的有山楂红蜘蛛(Tetranychus viennensis Zacher)、柑橘红蜘蛛[Panonychus citri (Mcgregor)]等。
2.叶瘿螨科(Eriophyidae)
体微小,不超过0.2mm,蠕虫型。刺吸式口器。前半体背板呈盾形,后半体直形,分为很多环纹。成螨、若螨仅有2对足。植食性。如柑橘锈壁虱(Aceria sp.)等。
第四节 昆虫与环境的相互关系
昆虫的生长发育和消长规律不仅与其本身的生物学特性有关,而且与环境因素有着密切联系。研究昆虫与环境之间相互关系的科学称为昆虫生态学。
构成昆虫生活环境的因素称为生态因素,依其性质可分为非生物因素(包括气候因素、土壤因素)、生物因素(包括食物因素、天敌因素)和人为因素等。
一、气候因素
气候因素包括温度、光、湿度、降水、气流、气压等。在自然条件下,这些气候因子是综合作用于昆虫的,但各因子的作用并不相同,其中尤以温度(热)、湿度(水)对昆虫的作用最为突出。昆虫在形态、生理和行为等方面都反应了对这些因素的适应性。但这种适应有一定的范围,当变化的气候条件超出了一定范围时,就直接或间接(通过对食物、天敌等的影响)地引起昆虫种群数量的变化。
(一)温 度
温度是影响昆虫的重要环境因素,因为昆虫是变温动物,它的体温基本上取决于环境温度。因此,它的新陈代谢和行为在很大程度上要受外界温度的支配。
1.昆虫对温度的反应
昆虫的生长发育和繁殖要求一定的温度范围,这个温度范围称为有效温区(或适宜温区),在温带地区一般为8℃~40℃。其中有一段温度范围对昆虫的生活力与繁殖力最为有利,称为最适温区,一般为22℃~30℃。有效温区的下限,是昆虫开始生长发育的起点,称为发育起点,一般为8℃~15℃。在此点以下,有一段低温区使昆虫生长发育停止,昆虫处于低温昏迷状态,这段低温区称为停育低温区,一般为-10℃~8℃。停育低温区下昆虫因过冷而立即死亡,称为致死低温区,一般为-40℃~-10℃。同样,有效温区的上限,即最高有效温度,称为高温临界,一般为35℃~40℃。高温临界的上边也有一段停育高温区,通常为40℃~45℃,再上则为致死高温区,通常为45℃~60℃(表1-2)。
一般昆虫对高温的忍受能力远不及对低温的忍受能力强,这就是利用高温杀虫比利用低温杀虫效果好得多的根据。
表1-2 昆虫对温度的适应范围
2.有效积温法则
在有效温度范围内,发育速率(所需天数的倒数)与温度成正比,即温度愈高,发育速率愈快,发育所需天数愈少。
根据实验测得,在有效温度范围内,昆虫完成一定发育阶段(虫期或世代)所需天数与同期内的有效温度(发育起点以上的温度)的乘积,是一个常数,被称为昆虫的有效积温。这一规律被称为有效积温法则,可用公式表示:
K=N(T-C)
式中,K为有效积温,单位:日度; N为发育天数(历期),单位:日; T为实际温度,单位:℃; C为发育起点温度,单位:℃。
有效积温法可用于以下几个方面:
(1)推算某种昆虫在某地一年可能发生的世代数。
例如:黏虫完成一个世代,发育起点温度是9.6℃,有效积温是685.2日度,根据气象资料可算出北京全年有效积温是2 286.43日度,则北京黏虫一年可能发生的世代数为: 2 286.43/685.2= 3.34(代)。
即:黏虫在北京一年大致可发生3代。
(2)推算昆虫发育起点温度和有效积温数值。
昆虫发育起点C可由实验求得:将一种昆虫或某一虫期置于两种不同温度下饲养,观察其发育所需时间,设两个温度分别为T1和T2,完成发育所需时间分别为N1和N2,则
C=(N1 T1-N2 T2)/(N1-N2)
K= N1(T1-C)或K=N2(T2-C)
例如:槐尺蠖的卵在27.2℃条件下经4.5天完成发育,19℃条件下经8天完成发育。据此求槐尺蠖的发育起点温度和有效积温。
解:根据C=(N1 T1-N2 T2)/(N1-N2)
=(8×19-4.5×27.2)/(8-4.5)
=8.5(℃)
K=8×(19.5-8.5)
=84(日度)
或 K= 4.5×(27.2-8.5)
=84(日度)
(3)预测害虫发生期。
知道一种害虫或一个虫期的有效积温与发育起点温度后,便可根据公式N= K/(T-C)进行发生期预测。
例如:已知小地老虎的卵的发育起点温度是11.64℃,有效积温是46.64日度,卵产下后的平均温度为20℃,求卵产下后几天孵化。
解: N= K/(T-C)
=46.64/(20-11.64)
=5.58(天)
即:卵产下后5~6天孵化。
(4)控制昆虫发育进度。
人工繁殖利用寄生蜂防治害虫,按释放日期的需要,可根据公式T= K/N+ C计算出室内饲养寄生蜂所需的温度,通过调节温度来控制寄生蜂的发生速度,并在合适的日期释放出去。
例如:利用松毛虫赤眼蜂防治落叶松毛虫,赤眼蜂的发育起点温度为10.34℃,有效积温为161.36日度,根据放蜂时间,要求12天内释放,应在何种温度下饲养才能出蜂?
解:根据T= K/N+ C
=161.36/12+10.34
=23.8(℃)
有效积温对于了解昆虫的发生规律、害虫的预测、预报和利用天敌开展防治工作具有重要意义。但应当指出,有效积温法则是有一定局限性的,主要表现为:①有效积温法则不适合有滞育现象的昆虫;②有效积温法则只能反映昆虫在适温区的发育情况,反映不出温度过高或过低对昆虫发育的延缓或阻滞作用;③在实验室恒温下研究的有效积温和自然变温条件下有所不同;④昆虫的发育不仅受温度影响,还受湿度、食料等其他环境因子的影响;⑤昆虫实际生活环境的小气候温度和在百叶箱内所观察统计的温度有一定差别。
因此,应用有效积温法则来测报害虫的发生世代、发生期和发生地只是一种参考根据,它必须结合其他因子来综合分析,否则会不很准确。
(二)湿度和降水
水是生物有机体的基本组成成分,是进行新陈代谢作用必不可少的介质。一般昆虫体内水分的含量占体重的50%左右,而蚜虫和蝶类幼虫可达90%以上。
昆虫对湿度的要求依种类、发育阶段和生活方式不同而有差异,最适宜的相对湿度为70%~90%左右,湿度过高或过低都会延缓昆虫的发育,甚至造成死亡。如松干蚧的卵,在相对湿度89%时孵化率为99.3%;36%以下,绝大多数卵不能孵化;而相对湿度100%时卵虽然孵化,但若虫会因不能钻出卵囊而死亡。昆虫的孵化、蜕皮、化蛹、羽化一般都需要较高的湿度,但一些具有刺吸式口器的害虫(如介壳虫、蚜虫、叶蝉及叶螨等)对大气湿度的变化并不敏感,即使大气非常干燥,也不会影响它们对水分的要求。如天气干旱时寄主汁液浓度增大,提高了营养成分的含量,则有利于害虫繁殖。一些食叶害虫在干旱季节为了得到足够的水分,常大量取食,猖獗为害。所以,这类害虫往往在干旱时发生为害重。
降雨不仅影响环境湿度,也直接影响害虫发生的数量,其作用大小常因降雨时间、次数和强度而定。春季雨后有助于一些在土壤中以幼虫或蛹越冬的昆虫顺利出土;而暴雨则对一些害虫如蚜虫、初孵介壳虫以及叶螨等有很大的冲杀作用,从而大大降低虫口密度;阴雨连绵不但影响一些食叶害虫的取食活动,且易造成致病微生物的流行。
(三)温湿度的综合作用
在自然界中,温度与湿度总是同时存在、相互影响并综合作用于昆虫的,而昆虫对温湿度的反应也总是综合要求的。
在一定的温湿度范围内,不同温湿度组合可以产生相似的生物效应。在相同温度下,湿度不同时产生的效应不同;反过来也是这样。
我们在分析害虫消长规律时,不能只根据温度或相对湿度的某一项指标作出结论,而要注意温湿度的综合影响。温湿度的综合作用常用温湿系数来表示:
公式为 温湿系数=平均相对湿度/平均温度
或 温湿系数=降水量/平均温度
温湿系数即湿度与温度的比值。它可以作为一个指标,用以比较不同地区的气候特点,或用以表示同一地区不同年份或不同月份的气候特点,以便分析害虫发生与气候条件的关系。
(四)光对昆虫的影响
昆虫的生命活动和行为与光的性质、光强度和光周期有密切的关系。
1.光的性质
光的性质通常用波长来表示,不同的波长,显示出不同颜色的光。人眼的可见光,其波长400~770nm的范围内。昆虫的视觉能感受253~700nm的光,但多偏于短波光,许多昆虫对330~400nm的紫外光有强趋性。因此,在测报和灯光诱杀方面常用黑光灯、频振灯(波长365nm)。另外,蚜虫、粉虱、美洲斑潜蝇等对550~600nm黄色光有反应,利用黄板来进行诱杀。
2.光强度
光强度对昆虫活动和行为的影响,表现在昆虫的日出性、夜出性等昼夜活动节律的不同。如蜂、蝇、蝶、蚜虫喜欢白昼活动;夜蛾、蚊、金龟子等喜欢夜间活动;蛾类喜欢傍晚活动;有些昆虫昼夜均活动,如天蛾、大蚕蛾等。
3.光周期
光周期是指昼夜交替时间在一年中的周期性变化。它对昆虫的生理活动有明显的影响,并具有不同程度的遗传稳定性。如短日照的来临,预示着冬季即将到来,对某些越冬滞育起信号作用。桃蚜在长日照条件下,会产生大量无翅蚜;在秋季短日照周期条件下则产生两性蚜,并飞向越冬寄主产卵繁殖。
(五)风
风对昆虫的迁飞、扩散起着重要作用,许多昆虫可以借助风力传播到很远的地方。如蚜虫在风力的帮助下可以迁飞到1 220~1 440公里之外的地方;一些蚊蝇也可以被风带到25~1 680公里以外;甚至一些无翅昆虫可以附在枯叶碎片上被上升气流带到高空再传播到远方。我国东部地区黏虫成虫的季节性远距离迁飞与季风有密切关系。其他迁飞性昆虫如飞蝗类、飞虱类、一些蛾蝶类等,在迁飞中很大程度上都会受到风力的影响。一些幼虫在田间扩散也会受到风力的帮助,如槐尺蛾幼虫吐丝下坠,在风力吹动下可以转移到其他的植株上。
大风可以使许多飞行的昆虫停止飞行。据测定,当风速超过4米/秒时,一般昆虫都停止飞行。在大风天灯光诱虫的效果不好,风愈大诱虫量就愈少。
风除了直接影响昆虫的迁飞、扩散外,还会影响环境的湿度及温度,从而间接影响昆虫。
二、土壤因素
土壤是昆虫的一种特殊生态环境。一些昆虫终生生活于土壤中,如蝼蛄、土白蚁、蚂蚁、跳虫等;一些昆虫以一个虫态(或几个虫态)生活于土壤中,如蝉若虫、蛴螬、金针虫、地老虎幼虫等;一些昆虫在土壤中越冬、越夏。据估计,约有95%~98%的昆虫种类与土壤发生或多或少的直接联系。因此,土壤对昆虫的影响是很大的。
(一)土壤温度的影响
土温主要来源于太阳辐射热,其次为土中有机质发酵产生的热量,但后者也是受前者影响的。
土温的特点是日变化与年变化不像大气那样大,总的说来比较稳定,尤其土层愈深变化愈小。这就为土栖昆虫提供了一个比较理想的环境,不同种的昆虫可以从不同深度的土层中找到适合的土温。加上土层的保护,所以许多昆虫喜在土壤中越冬(越夏)、产卵或化蛹等。
土栖昆虫的活动也受土壤温度的影响。如蝼蛄、蛴螬、金针虫等地下害虫在冬季严寒和夏季酷热的季节,便潜入深土层越冬或不活动,春、秋温暖季节上升到表土层来取食为害作物等。这种垂直迁移活动不仅在一年中随季节而变化,在一天中也表现出来。如蛴螬在夏季多在夜间及早晨到表土层为害,日中又回到稍深的土层中。
(二)土壤湿度的影响
土壤湿度是指土壤中自由水的绝对含水量的重量百分率,它主要来源于大气的降水及人工灌溉。土壤空气中的气态水一般总是处于饱和状态(除表土层外)。由于土壤湿度一般总是很高的,所以也是许多陆生昆虫喜欢将不活动的虫态如卵(或蛹)产于(或潜入)土中的缘故,这样可以避免大气干燥的不利影响。
土壤湿度影响土栖昆虫的分布,如小地老虎幼虫及细胸金针虫喜在含水量较高的低洼地为害活动,而沟金针虫则喜在较干旱地为害活动。
(三)土壤理化性状的影响
土壤的机械组成(指土粒大小及团粒结构等)可以影响土栖昆虫的分布。如葡萄根瘤蚜只能分布在土壤结构疏松的葡萄园里为害,因为第1龄若虫活动蔓延需要有较大的土壤空隙,对于砂质土壤无法活动,特别是在流动性大的砂土中无法生活。
土壤的酸碱度也影响一些土栖昆虫的分布。有的昆虫喜欢在碱性条件下生存,而有的却喜欢生活于酸性土壤中。
土壤中有机质的含量也会影响一些昆虫的分布与为害。如施有大量未充分腐熟的有机肥地里,易引诱种蝇、金龟子等成虫前来产卵,从而这些地里的种蝇幼虫和蛴螬为害就重。
总的看来,所有与土壤发生关系的昆虫,对于土壤的温度、含水量、机械组成、酸碱度、有机质含量等都有一定的要求。人类可以通过耕作制度、栽培条件等的改善来改变土壤状况,从而使土壤有利于作物生长而不利于害虫的生存。
三、生物因素
生物因素主要包括有食物因素、天敌因素。
(一)食物因素
食物是昆虫的生存条件。昆虫和其他动物一样,不能直接利用无机物来构成自身,必须取食动植物或它们的产物,即利用有机物来构成自身。因此,昆虫离开了这些有机食物就不能生存。
1.食物对昆虫的影响
食物的质量高低和数量多少,直接影响昆虫的生长发育。如食物质量高,数量充足,昆虫生长发育快,生殖力高,自然死亡率低;反之,则昆虫的生长发育受影响,甚至因饥饿而引起昆虫个体大量死亡。昆虫发育阶段不同,对食物的要求也不一样。一般食叶性害虫幼虫在其发育期需较幼嫩的、水分多及碳水化合物少的食物,但到发育后期,则需含碳水化合物和蛋白质丰富的食物。因此,在幼虫发育后期,如遇多雨凉爽天气,由于树叶中水分含量较高,对其生长发育不利,会引起幼虫消化器官的破坏,甚至死亡。
了解昆虫对于寄主植物和寄主植物的不同生育期的特殊要求,在生产实践中就可以合理地改变耕作制度和栽培方法,或利用抗虫害品种来达到防治害虫的目的。
2.食物联系与食物链
昆虫通过食料关系(吃和被吃的关系)与其他生物间建立了相对固定的联系,这种联系称为食物联系。由食物联系建立起来的相对固定的各个生物群体,好像一个链条上的各个环节一样,这个现象叫食物链(营养链)。食物链往往由植物或死去生物的有机体开始,而终止于肉食动物。例如,黄瓜被蚜虫为害,而蚜虫又被捕食性瓢虫捕食,瓢虫又被寄生性昆虫寄生,后者又被小鸟取食,小鸟又被大鸟捕食……正如古语所说的“螳螂捕蝉,黄雀在后”,形象地说明了这种关系。
食物链往往不是单一的一条直链,而是分支再分支,关系十分复杂,形成一个食物网。
食物链中生物的体积愈大其数量就愈少,其转换和贮存的能量也愈少,这种关系好像一座“金字塔”。
通过食物链形成生物群落,再由群落及其周围环境形成生态系。食物链中任何一个环节的变动(增加或减少),都会影响整个食物链的连锁反应。如人工创造有利于害虫天敌的环境,或引进新的天敌种类,以加强天敌这一环节,往往就能有效地抑制害虫这一环节,并会改变整个食物链的组成及由食物联系而形成的生物群落的结构。这就是我们进行生物防治的理论基础。再如种植作物的抗虫品种,就可以降低害虫的种群数量。通过改变食物链来达到改造农业生态系的目的,也就是综合防治的依据。
3.植物的抗虫性
生物有机体是相互适应的,植物对昆虫也可产生适应性。植物的抗虫性是指田间存在某种害虫的某种条件下,植物很少受害,是植物具有影响昆虫危害程度的遗传特性。抗虫机制可分以下三类:
(1)排趋性:植物的形态、组织上的特点和生理生化特性或体内某些特殊物质的存在,阻碍昆虫对植物的选择;或昆虫的发生期与植物的发育期不吻合,因而昆虫不产卵或不取食。
(2)抗生性:植物体内某些有毒物质,害虫取食后,会引起生理失调甚至死亡,或植物受害后,产生一些特殊反应,阻止害虫为害。
(3)耐害性:植物受害后,由于本身强大的补偿能力,使产量减少很小。
利用植物的抗虫性来防治害虫,在害虫的综合防治上具有重要的实践意义。
(二)天敌因素
在昆虫的生长发育过程中,由于被其他生物寄生或捕食而死亡,这些生物称为昆虫的天敌。天敌是影响害虫种群数量的一个重要因素。利用害虫的天敌来防治害虫是一项基本措施,它在综合防治中占有重要地位。昆虫的天敌种类很多,大致可分为下列各类:
1.病原微生物
病原生物是生物群落中的重要组成部分,主要包括病毒、细菌、真菌、线虫等。这些病原生物常会引起害虫感病而大量死亡。例如,金龟子芽孢杆菌、苏云金杆菌、杀螟杆菌,核型多角体病毒、质型多角体病毒、颗粒体病毒,白僵菌、蚜霉菌、虫霉菌等都是生物防治中常用的种类。
2.捕食性天敌昆虫
捕食性天敌昆虫的种类很多,常见的有螳螂、猎蝽、草蛉、瓢虫、食虫虻、食蚜蝇、胡蜂、猎蝽等。这些捕食性天敌昆虫可大量捕食害虫,在害虫控制中具有重要的作用。例如,引进澳洲瓢虫防治吹绵蚧、用七星瓢虫防治棉蚜等。
3.寄生性天敌昆虫
寄生性的天敌昆虫种类繁多,其中以膜翅目的寄生蜂和双翅目的寄生蝇作用最大。
4.其他有益动物
在自然界中,有不少蜘蛛、鸟类、青蛙和线虫都可用来防治害虫。
四、人为因素
人类的活动对昆虫的繁殖、活动和分布影响很大,归纳起来表现在四个方面:
(一)改变一个地区的生态系统
人类从事园艺绿化活动中的植树、栽植草坪、兴建公园、引进推广新品种等,可引起当地生态系统的改变,同时也改变了昆虫的生存条件,引起其中昆虫种群的兴衰,从生态上控制了害虫的发生。
(二)改变一个地区昆虫种类的组成
人类频繁地调引种苗,扩大了害虫的地理分布范围,如湿地松粉蚧由美国随优良无性系穗条传入广东省台山市红岭种子园并迅速蔓延;相反,有目的的引进和利用益虫,既可抑制某种害虫的发生和为害,又可改变一个地区昆虫的组成和数量。如引进澳洲瓢虫,成功地控制了吹绵蚧的为害。
(三)改变害虫和天敌生长发育和繁殖的环境条件
人类通过中耕除草、灌溉施肥、整枝、修剪等园艺技术措施,改变害虫和天敌生长发育与繁殖的环境条件,可增强植物的生长势,使之不利害虫而有利于天敌的发生。
(四)直接杀灭害虫
采用园艺技术措施、化学、生物及物理等综合防治措施,可直接消灭大量害虫,以保障园艺植物的正常生长发育及观赏价值。
【本章小结】
本章是《园艺植物保护》课程的重要基础知识部分。通过本章的学习,要求学生了解昆虫的头部、胸部、腹部及其附器的特征;掌握昆虫的繁殖、变态类型及昆虫各虫期生命活动的特点与防治的关系;熟悉昆虫的行为、习性,利用昆虫的行为和习性来防治害虫;掌握园艺植物主要昆虫所属目、科的分类特征,能熟练识别常见园艺植物昆虫类群;了解气候、生物、土壤和人为因素等因子与园艺植物昆虫发生的关系,为制定科学的害虫防治策略提供依据。
昆虫的体躯可分为头、胸、腹三个体段,头部有触角、口器、眼,胸部有2对翅和3对足;昆虫以两性生殖、孤雌生殖、卵胎生、多胚生殖等多种方式繁衍后代。昆虫有完全变态和不完全变态两种变态形式,完全变态昆虫一生要经过卵、幼虫、蛹、成虫四个发育阶段,不完全变态昆虫一生要经过卵、若虫、成虫三个发育阶段。昆虫从一个新个体离开母体发育到成虫性成熟产生后代为止为一个世代。昆虫从当年越冬虫态开始到翌年越冬结束的发育过程为年生活史。昆虫的食性有植食性、肉食性、粪食性、腐食性、杂食性等类型。有的昆虫有趋光性、趋温性、趋化性、假死性、群集性和迁飞性等行为和习性。园艺植物昆虫的这些生物学特性可在害虫防治中充分利用。
昆虫与环境的关系密切,其发生数量的多少受气候因素、土壤因素、生物因素和人为因素的影响。
与园艺植物关系密切的昆虫有等翅目、直翅目、缨翅目、半翅目、同翅目、鞘翅目、鳞翅目、膜翅目、双翅目、脉翅目等。
【复习思考题】
一、名词解释
两性生殖;孤雌生殖;变态;孵化;羽化;化蛹;世代;年生活史;世代重叠;雌雄二型;多型现象;补充营养;休眠
二、问答题
1.昆虫具有哪些特征?
2.举例说明昆虫常见的触角、足和翅的类型。
3.昆虫的头式有几种类型?其特点如何?
4.咀嚼式口器昆虫和刺吸式口器昆虫的为害状有何不同?各有什么防治要求?
5.昆虫的繁殖方式有几种?举例说明各种繁殖方式各有什么特点?
6.昆虫个体发育阶段各有何特点?
7.如何利用昆虫的主要习性防治害虫?
8.如何区别鳞翅目蛾类幼虫与膜翅目叶蜂幼虫?
9.举例说明昆虫的口器有哪些类型。
10.人们对昆虫怎样进行分类和命名?
11.何谓变态?举例说明完全变态与不完全变态昆虫有什么区别。
12.怎样区别鳞翅目昆虫的蝶类和蛾类?
13.何谓有效积温法则?此法则有何应用及存在哪些局限性?
三、绘图题
1.绘制昆虫触角、足的基本构造图。
2.绘制昆虫翅的模式构造图,并标明三角、三缘和四区。
实验实训
实验一 昆虫外部形态观察
一、目的及要求
熟悉昆虫体躯分段分节特点,掌握昆虫纲特征,掌握昆虫触角、口器、足和翅的基本结构及类型。
二、材料和用具
材料:蝗虫、蝼蛄、蟋蟀、天牛、金龟甲、小蠹虫、叩头虫、象甲、龙虱、歩行虫、芫菁雄虫、蜜蜂、家蝇、白蚁、蚜虫、介壳虫、蝉、蝽、大蚕蛾雄虫、蛾类成虫、蝶成虫、蛾蝶幼虫、雄蚊、蓟马、螳螂、蜻蜓、草蛉、野蛞蝓、虾、蜘蛛、蟑螂等各类昆虫的浸渍标本、针插标本、昆虫盒式分类标本。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、体视显微镜、放大镜、镊子、解剖针、搪瓷盘、泡沫塑料板等。
三、内容及方法
1.观察各种昆虫的体段划分:观察蝗虫、虾、蜘蛛、蜈蚣、马陆浸渍标本,对照节肢动物门各纲特征,把昆虫纲与节肢动物门其他主要纲区别开来。
用放大镜观察蝗虫体躯,注意体外包围的外骨骼,体躯分节和头、胸、腹三个体段的划分,触角、眼(单眼、复眼)、口器、足、翅及气门、听器、尾须、雌雄外生殖器等的着生位置和形态。
2.观察各种昆虫的触角:用镊子将蜜蜂的触角从基部取下,放置解剖镜下观察柄节、梗节和鞭节的特征。
观察实验提供的各类昆虫,其触角类型有:
(1)丝状触角:蝗虫;
(2)刚毛状触角:蜻蜓;
(3)捻球状触角:白蚁;
(4)锯齿状触角:叩头虫;
(5)栉齿状触角:芜菁雄虫;
(6)羽毛状触角:大蚕蛾雄虫;
(7)球杆状触角:蝶;
(8)膝状触角:蜜蜂;
(9)锤状触角:小蠹虫;
(10)锶叶状触角:金龟甲;
(11)鞭状触角:天牛;
(12)具芒状触角:蝇;
(13)环毛状触角:蚊子雄虫。
3.根据不同的昆虫,可以观察到昆虫的口器也不相同。
(1)观察蝗虫的咀嚼式口器,注意其上唇、上颚、下颚、下唇、舌等构造和特征;
(2)观察蝉的刺吸式口器(喙),注意其外形特征;
(3)观察蛾蝶的虹吸式口器;
(4)观察蝇的舐吸式口器;
(5)观察蜜蜂的咀嚼式口器;
(6)观察蓟马的锉吸式口器。
4.翅的基本形状观察:取蝗虫后翅展开,可见其略呈三角形,找出翅的三边、三角、三褶与四区。
据观察,昆虫翅类型有:
(1)复翅:蝗虫前翅;
(2)膜翅:蜜蜂前后翅;
(3)鳞翅:蛾、蝶翅;
(4)鞘翅:甲虫前翅;
(5)半鞘翅:蝽前翅;
(6)平衡棒:蝇后翅;
(7)缨翅:蓟马前后翅。
5.足的基本构造:以蝗虫后足为材料,观察基节、转节、腿节、胫节、跗节及前跗节的基本构造。
据观察,昆虫足类型有:
(1)步行足:步甲;
(2)跳跃足:蝗虫后足;
(3)开掘足:蝼蛄前足;
(4)捕捉足:螳螂前足;
(5)游泳足:龙虱后足;
(6)携粉足:蜜蜂后足。
四、作业
1.将解剖下来的蝗虫和蝽象口器按口器着生的次序贴于白纸上,并注明各部分名称。
2.写出供试昆虫标本口器、触角、足、翅的基本类型。
3.绘制昆虫足的基本构造图,并标明各部分的名称。
实验二 昆虫各发育阶段形态特征观察
一、目的及要求
认识昆虫完全变态和不完全变态的全部发育阶段,掌握昆虫各虫态主要类型的形态特征,了解昆虫性二型和多型现象,为进一步识别害虫打下基础。
二、材料和用具
材料:蝗虫类、蝽象、蜂、蝇类、菜粉蝶、螟虫类、天蛾、地老虎类、瓢虫类、草蛉类等的卵或卵块;蝗虫类、蝽象若虫;蝇类、瓢虫类、蛾类、蝶类、金龟子类等成虫、幼虫及蛹;凤蝶类、甲虫类等成虫的性二型和多型现象的标本;各种昆虫生活史及昆虫的各虫态浸渍标本、针插标本、昆虫盒式分类标本。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、体视显微镜、放大镜、镊子、解剖针、搪瓷盘、泡沫塑料板等。
三、内容及方法
1.昆虫变态类型观察:
(1)不完全变态观察:只有卵、若虫(稚虫)、成虫三个发育虫态,无蛹期。成虫与若虫(稚虫)形态上很相似,不同点仅是体形大小、翅及性器官发达程度。观察蝗虫、蟋蟀、蝽象的生活史标本。
(2)全变态观察:具有卵、幼虫、蛹、成虫四个发育虫态,成虫、幼虫形态极不相似。观察瓢虫、菜粉蝶、蝇类、蜂蜜、金龟子等的生活史标本。
2.卵的类型观察:
卵的形态变化很大,可根据下列主要性状观察供试卵的标本。
(1)形态学上的性状:如形状、大小、颜色、刻纹等。
(2)生物学上的性状:如散产或块产、卵的排列、卵的保护物、产卵部位等。
3.幼虫类型观察:
观察蛾类、粉蝶、蝇类、瓢虫、金龟甲、象甲、寄生蜂、叶蜂等的幼虫与成虫的区别,注意幼虫足的类型及其特征。
(1)多足型:观察枯叶蛾、天蛾、夜蛾、菜青虫、叶蜂等幼虫标本,注意它们腹足的数目。
(2)无足型:观察天牛、象甲、蜜蜂、蝇类幼虫标本,注意它们胸部有何不同。
(3)寡足型:观察金龟甲、金针虫等幼虫标本,注意它们胸部和腹部的附肢是否相同。
4.蛹的观察:
观察蝇类、粉蝶、蛾类、金龟甲、瓢虫、蜜蜂等蛹的形态,注意所属类型及其特征。
5.性二型和多型现象的观察:
观察所给标本如凤蝶类、蛾类、甲虫类等成虫的性二型和多型现象。
四、作业
1.列表注明所观察的昆虫卵的形态特点和幼虫、蛹各属何种类型,幼虫的体节及气门各是多少。
2.比较观察完全变态和不完全变态昆虫的生活史及它们的主要区别。
实验三 昆虫纲主要目的特征观察(一)
一、目的及要求
通过标本观察,熟悉并掌握直翅目、半翅目、同翅目等昆虫纲的基本形态;掌握各目的主要分类特征;学会识别各目及主要代表科。
二、材料和用具
材料:蝗科、螽蟖科、蟋蟀科、蝼蛄科、蝽科、缘蝽科、猎蝽科、盲蝽科、木虱粉虱科、蚧总科、蚜总科、叶蝉科等生活史标本,成虫、若虫等各类浸渍标本、针插标本、昆虫盒式分类标本。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、体视显微镜、放大镜、镊子、解剖针、搪瓷盘、培养皿等。
三、内容及方法
1.直翅目及其代表科的特征观察:
以蝗虫、蝼蛄、蟋蟀和螽斯为代表,注意观察它们的触角类型、口器类型、前胸背板的形状、前翅类型、后翅翅形、足的类型、跗节数目、产卵器的形状、听器的有无及位置、尾须的长短等。
2.半翅目及其代表科的观察:
以蝽象为代表,观察半翅目昆虫的基本形态及主要特征,注意前翅的特征;触角的类型及着生部位;臭腺孔的有无、位置及形状等。
3.同翅目及其代表科的观察:
以蚱蝉或叶蝉、蚜虫等成虫标本为代表,观察同翅目的基本形态,并注意头式、头的宽窄、喙分节及伸出位置、触角类型、前胸背板的形状及大小、中胸盾片的形状、翅的质地、产卵器的开关等,最后总结出同翅目的特征及叶蝉与飞虱、粉虱与介壳虫科的区分和识别要点。
四、作业
1.列表比较直翅目、半翅目、同翅目的主要异同点。
2.指出各目及主要科的1~2点识别特征。
3.绘制半翅目前翅图。
实验四 昆虫纲主要目的特征观察(二)
一、目的及要求
通过标本观察,熟悉各目的基本形态;掌握鞘翅目、膜翅目、脉翅目的特征;学会识别各目与园艺植物有关的重要科的成虫和幼虫。
二、材料和用具
材料:歩甲、虎甲、叶甲、瓢甲、金龟甲、叩头甲、吉丁虫、天牛、豆象,蜜蜂、熊蜂、叶蜂、茧蜂、小蜂、蚂蚁,草蛉等生活史标本或成虫、若虫等各类浸渍标本、针插标本、昆虫盒式分类标本。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、体视显微镜、放大镜、镊子、解剖针、搪瓷盘、培养皿等。
三、内容及方法
1.鞘翅目及其代表科的观察:
(1)观察步甲科与虎甲科,观察时注意比较头式、头是否宽于前胸、触角着生位置、触角间距是否大于上唇宽度等。
(2)观察叩头甲与吉丁虫,注意比较楔形突能否活动,前胸背板后侧角尖突成锐刺或钝,前胸与鞘翅相接处是否下凹,中胸小盾片是否明显。
(3)观察叶甲与瓢甲,注意比较叶甲触角丝状,复眼圆形,体长或圆形,足跗节为隐5似4;瓢甲体呈半球形,锤状触角足,跗节为隐4似3。
(4)观察天牛科,注意比较体圆柱形,触角鞭状或锯齿状,超过或等于体长,复眼肾形,跗节为隐5似4。
(5)观察金龟甲科,注意比较触角鳃叶状,腹末数节常外露。
2.膜翅目及其代表科的观察:
以麦叶蜂和蜜蜂等为代表,观察膜翅目的基本特征,然后对比观察姬蜂与茧蜂、叶蜂与茎蜂、小蜂与赤眼蜂科的识别特征。
3.脉翅目及其代表科的观察:
以草蛉科为代表,注意脉网状及触角特征。
四、作业
1.列表比较鞘翅目、膜翅目的主要异同点。
2.指出各目及主要科的1~2点识别特征。
3.绘制膜翅目蜜蜂或叶蜂前翅图。
实验五 昆虫纲主要目的特征观察(三)
一、目的及要求
通过实验,认识鳞翅目、双翅目、缨翅目、等翅目等各目的基本形态;掌握各目的分类特征;学会识别各目及主要代表科。
二、材料和用具
材料:凤蝶、弄蝶、蛱蝶、菜粉蝶、小灰蝶,毒蛾、刺蛾、卷叶蛾、蓑蛾、尺蛾、天蛾、螟蛾、夜蛾,蝇类、蚊,蓟马,白蚁等生活史标本,或成虫、若虫等各类浸渍标本、针插标本、昆虫盒式分类标本。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、体视显微镜、放大镜、镊子、搪瓷盘、载玻片等。
三、内容及方法
1.鳞翅目以天蛾和风蝶为代表科的观察:
注意蝶类和蛾类成虫的触角、口器类型、翅的质地、鳞片、斑纹形状和脉相等;观察鳞翅目幼虫的体形、口器、腹足的数目等;观察鳞翅目蛹的类型。
2.双翅目及其代表科的观察:
以食蚜蝇等为代表,观察双翅目的基本特征,然后对比观察瘿蚊与摇蚊、食虫虻与食蚜蝇、潜蝇与种蝇的识别特征。
3.缨翅目及其代表科的观察:
以稻蓟马为代表,注意翅边缘的长缘毛及产卵器特征。
4.等翅目及其代表科的观察:
以白蚁科为代表,注意翅、口器及触角特征。
四、作业
1.列表比较鳞翅目、缨翅目、双翅目、等翅目的主要异同点。
2.指出各目及主要科的1~2点识别特征。
3.绘制缨翅目缨翅图。
综合实训 昆虫标本的采集、制作与保存
一、目的及要求
通过本实验,熟悉昆虫的标本采集、制作方法,了解当地主要害虫、天敌种类及主要害虫的为害情况。
二、材料和用具
材料:福尔马林、酒精、白糖、冰醋酸、黏虫胶、氰化钾(钠)、细木屑、石膏等。
用具:多媒体设备(投影仪、影碟机、多媒体课件等)、捕虫网、毒瓶、吸虫管、镊子、放大镜、体视显微镜、采集箱、采集袋、活动采集盒和三角纸袋、标签纸、昆虫针、展翅板等。
三、内容及方法
1.昆虫标本的采集方法:
昆虫标本的采集,根据害虫种类、虫态和习性等采用相应的采集方法。对善飞翔的昆虫,如蛾、蝶等,采用迎头网捕或从旁掠取;对生活在草丛中的害虫,用网扫捕;对假死性的害虫,通过振落收集;对有趋光或趋化性的昆虫采用诱集法收集;对地下的害虫可采用挖土法采集。
2.昆虫标本的制作:
根据昆虫的不同特点和用途,制成针插、浸渍、展翅及生活史等标本。
(1)针插标本。根据标本大小,选用昆虫针,盲椿象、叶蝉、小型蛾等用1号或2号昆虫针;天蛾科等昆虫用4号或5号昆虫针;夜蛾科类一般用3号针。虫体上的针插位置有统一要求,如鞘翅目从右翅基部约1/4处插入;半翅目从中胸小盾片中央偏右插入;直翅目从前胸背板右面稍后处插入;同翅目、双翅目等从中胸背面中间偏右插入;鳞翅目、膜翅目等从中胸背面正中央插入。
昆虫标本插好后,要进行整肢,尽量保持其自然状态。虫体及标签在昆虫针上的高度,常用三级台来调正与标定。另外,一些小型昆虫如飞虱、米象、黄条跳甲等,常用重针法或三角纸点胶法来制作。
(2)展翅标本。把插好针的新鲜蝶、蛾标本插在翅板中间沟内胶木上,使虫体背面与两侧展翅板同高,中间宽窄视虫体大小调整,用小号昆虫针在前翅较粗的翅脉上轻轻往前拨,拨至两前翅后缘呈1条直线(与身体纵轴垂直)为准,把前翅暂时用针固定,再用同法往前拨后翅,将后翅前缘拨在前翅后缘下边,左右对称充分展开,最后用塑料薄膜或光滑纸条压紧,用昆虫针或大头针固定后,置于遮光通风干燥处,标本完全干燥后取下保存。
(3)浸渍标本。昆虫的卵、幼虫、蛹或直翅目、鞘翅目、半翅目、同翅目、膜翅目、双翅目等成虫,都可制成浸渍标本。浸渍前先饿1~2天,排清虫体内粪便,用开水杀死后,投入浸渍液中即可(最常用的浸渍液为白糖保色浸渍液)。
(4)生活史标本。生活史标本的成虫可用展翅或针插的成虫标本,卵、幼虫、蛹等常用指型管或安瓿管封好后与成虫配装在铺好脱脂棉的标本盒内,盒的一角加上标签,注明害虫名称、寄主、采集地点、时间、采集人、制作者等。
(5)玻片标本的制作。为看清小型或微小昆虫的整体特征或虫体的某部分的细微特征,可制作成透明的玻片标本。其制作过程一般为:材料处理—材料清洗—染色—混合脱水、透明—滴入油滴—封片。制作好的玻片可借助显微镜观察。
四、实训作业
采集识别当地主要作物害虫,按指定要求分别制成针插标本、展翅标本、浸渍标本、生活史标本、玻片标本若干,并写出主要标本的标签。